一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数据采集技术领域，公开了一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统。通过先周期性地以最高采样频率同步采集来自各个测点的不同数据，然后针对同一采集周期内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段，由此可以实现同一测点/多测点的不同采样频率波形数据的同步采样目的，尤其适用于不同数据类型的波形数据的同步采集场景，同时由于无需使用一个可编程的低通模拟滤波器来实现抗混叠滤波，可以大大降低硬件成本，便于实际推广和应用。

A Method, Device and System for Multi-Channel Synchronized Data Acquisition at Different Sampling Frequencies

The invention relates to the field of data acquisition technology, and discloses a method, device and system for multi-channel synchronous acquisition of data at different sampling frequencies. By periodically collecting different data from each measuring point at the highest sampling frequency, and then according to the different data collected in the same sampling period, according to one-to-one sampling frequency setting parameters, digital filtering and sampling processing are carried out sequentially to obtain data fragments that meet the requirements of corresponding sampling frequency, thus different sampling of the same measuring point/multi-measuring point can be realized. The purpose of synchronous sampling of frequency waveform data is especially suitable for synchronous acquisition scenarios of waveform data of different data types. At the same time, because no programmable low-pass analog filter is needed to realize anti-aliasing filtering, the cost of hardware can be greatly reduced, and it is easy to be popularized and applied in practice.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统
本专利技术属于数据采集
，具体涉及一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统。
技术介绍
在机械状态监测领域，对机械振动状态进行诊断分析时，往往需要同一时刻采集多个振动测点、多种不同采样频率及不同数据类型(如加速度、速度、位移等)的振动波形数据。虽然现在很多数据采集系统能够实现同一时刻在某一种采样频率下进行数据同步采集的目的，但是这些方案在硬件上还需要使用一个可编程的低通模拟滤波器来实现抗混叠滤波，如此既增加了硬件成本，同时也无法实现同一测点/多测点的不同采样频率波形数据的同步采样，尤其不适用于不同数据类型的波形数据的同步采集场景。
技术实现思路
为了解决现有数据采集系统无法实现不同采样频率数据的同步采样目的以及硬件成本高的问题，本专利技术目的在于提供一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统。本专利技术所采用的技术方案为：一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，包括如下步骤：S101.获取各测点设备的采集设置信息，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；S102.分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间；S103.以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同步采集来自各测点设备的不同数据；S104.针对同一采集周期T内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段。优化的，所述采集设置信息还包含有截止频率、数据类型、测点设备侧的原始信号频率范围和/或与实际工程数据处理有关的设置字段。优化的，所述采集设置信息来自与测点设备配套的设置软件，且可通过局域网、互联网或通讯总线进行远程设置，或者通过移动存储设备导入配置文件的方式进行本地设置。优化的，在采集来自测点设备的数据前，先对待采集的且来自测点设备的原始信号进行截止频率为FMax的低通滤波。本专利技术所采用的另一种技术方案为：一种多通道同步采集不同采样频率数据的装置，包括多通道同步ADC模数转换器、获取模块、分析模块、控制模块和处理模块；所述获取模块，用于获取各测点设备的采集设置信息，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；所述分析模块通信连接所述获取单元，用于分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间；所述控制模块分别通信连接所述分析模块和所述多通道同步ADC模数转换器，用于以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同步采集来自各测点设备的不同数据；所述处理模块分别通信连接所述获取模块和所述控制模块，用于针对同一采集周期T内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段。优化的，还包括低通滤波器，其中，所述低通滤波器连接在所述多通道同步ADC模数转换器的输入端，用于对待采集的且来自测点设备的原始信号进行截止频率为FMax的低通滤波。本专利技术所采用的另一种技术方案为：一种多通道同步采集不同采样频率数据的系统，包括多核处理器、多通道同步ADC模数转换器和多个测点设备，其中，所述多核处理器包括ARM核单元、DSP核单元、多核共享存储单元以及通信连接这些单元的内部总线，所述ARM核单元还通信连接所述多通道同步ADC模数转换器的输出端，所述多通道同步ADC模数转换器的输入端分别连接各个所述测点设备；所述ARM核单元一方面用于获取各测点设备的采集设置信息，并分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间，另一方面用于以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同步采集来自各测点设备的不同数据，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；所述多核共享存储单元用于存储在采集周期T内采集的所有不同数据；所述DSP核单元用于在收到来自所述ARM核单元的周期采集完成指令后，从所述多核共享存储单元中读取同一采集周期T内采集的所有不同数据，然后针对同一采集周期T内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段。优化的，在所述多通道同步ADC模数转换器的输入端与各个所述测点设备之间，还分别设置有截止频率为FMax的低通滤波器，所述低通滤波器用于对待采集的且来自对应测点设备的原始信号进行滤波。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创造提供了一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法、装置及系统，即先周期性地以最高采样频率同步采集来自各个测点的不同数据，然后针对同一采集周期内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段，由此可以实现同一测点/多测点的不同采样频率波形数据的同步采样目的，尤其适用于不同数据类型的波形数据的同步采集场景，同时由于无需使用一个可编程的低通模拟滤波器来实现抗混叠滤波，可以大大降低硬件成本，便于实际推广和应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的多通道同步采集不同采样频率数据的方法流程示意图。图2是本专利技术提供的多通道同步采集不同采样频率数据的装置结构示意图。图3是本专利技术提供的多通道同步采集不同采样频率数据的系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本专利技术的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本专利技术，并且不应当理解为本专利技术限制在本文阐述的实施例中。应当理解，尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本专利技术的示例实施例的范围。应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，其特征在于，包括如下步骤：S101.获取各测点设备的采集设置信息，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；S102.分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间；S103.以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同步采集来自各测点设备的不同数据；S104.针对同一采集周期T内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段。

【技术特征摘要】
1.一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，其特征在于，包括如下步骤：S101.获取各测点设备的采集设置信息，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；S102.分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间；S103.以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同步采集来自各测点设备的不同数据；S104.针对同一采集周期T内采集的不同数据，根据一一对应的采样频率设置参数依次进行数字滤波处理和抽样处理，得到符合对应采样频率要求的数据片段。2.如权利要求1所述的一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，其特征在于：所述采集设置信息还包含有截止频率、数据类型、测点设备侧的原始信号频率范围和/或与实际工程数据处理有关的设置字段。3.如权利要求1所述的一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，其特征在于：所述采集设置信息来自与测点设备配套的设置软件，且可通过局域网、互联网或通讯总线进行远程设置，或者通过移动存储设备导入配置文件的方式进行本地设置。4.如权利要求1所述的一种多通道同步采集不同采样频率数据的方法，其特征在于：在采集来自测点设备的数据前，先对待采集的且来自测点设备的原始信号进行截止频率为FMax的低通滤波。5.一种多通道同步采集不同采样频率数据的装置，其特征在于：包括多通道同步ADC模数转换器、获取模块、分析模块、控制模块和处理模块；所述获取模块，用于获取各测点设备的采集设置信息，其中，所述采集设置信息包含有M个频率不同且为FMax/N的采样频率设置参数和采样点数，FMax为多通道同步ADC模数转换器的最高采样频率，M和N分别为自然数；所述分析模块通信连接所述获取单元，用于分析所有测点设备的采集设置信息，确定最长采样时间；所述控制模块分别通信连接所述分析模块和所述多通道同步ADC模数转换器，用于以最长采样时间为采集周期T，控制所述多通道同步ADC模数转换器周期性地以最高采样频率FMax同...

【专利技术属性】
技术研发人员：周喜国，
申请(专利权)人：四川双元智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51