本实用新型专利技术涉及光纤周界安防设备技术领域，具体地说是一种结构合理、工作稳定，用于实现对发生干涉后的光信号的进行采集、分析和上传多通道光信号实时采集卡，其特征在于设有FPGA微处理器，两路以上光信号采集电路，其中每路光信号采集电路的输出端与FPGA微处理器相连接，所述光信号采集电路设有依次串联的光信号探测处理电路、高通滤波电路、A/D转换电路；所述FPGA微处理器经USB通信电路与上位机相连街，本实用新型专利技术与现有技术相比，能够直接对发生干涉后的光信号进行采集，并跟据大量分析，滤除因外界环境因素引起的轻微扰动数据，上位机无需对无用信号数据分析，进而缩短了上位机处理的数据量和时间。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光纤周界安防设备
，具体地说是一种结构合理、工作稳定，用于实现对发生干涉后的光信号的进行采集、分析和上传多通道光信号实时采集卡。
技术介绍
以光纤传感技术为基础的周界防入侵系统是随着光纤通信技术的发展而逐步发展起来的一种新型周界防入侵技术。与其它类型的周界监控技术相比，光纤传感监测技术以光纤为媒介，光波为信息载体，具有本身绝缘、耐高压高温、抗电磁干扰等优点，适用于易燃、易爆等恶劣环境，随着光纤传感技术的进步，必然成为周界安防技术发展的主流方向。光纤周界安防系统往往依据光干涉原理搭建干涉光路，当外界有扰动作用于传感光纤时，会使光纤内传输的光受外界扰动进行调制，发生相位的变化，从而导致两路信号相位差的变化，引起光干涉幅值的变化，这时就需要对变化的光信号进行采集以供上位机进行扰动类型的判断分析。目前，光纤周界防入侵对光信号的采集由光电转换电路及采集卡两部分配合实现，往往有以下缺点:1、所设计的多通道采集卡往往采用多路复用式采集卡，多个通道共用一个AD，通道之间由多路模拟开关进行切换，切换时由于AD取样电容的不完全放电会引起通道间的串扰；2、采集卡对所采集到的数据没有滤除过程，对并非人为扰动的低频信号也进行了上传，增加了上位机的处理数据量和时间；3、目前的所使用的采集卡单纯对电信号进行采集，没有光信号的处理部分。
技术实现思路
本技术针对光纤周界安防中对外界扰动引起的干涉光信号的采集分析，提出了一种能够直接对发生干涉后的光信号进行采集，并跟据大量分析，滤除因外界环境因素引起的轻微扰动数据，上位机无需对无用信号数据分析，进而缩短了上位机处理的数据量和时间的多通道光信号实时采集卡。本技术可以通过以下措施达到:—种多通道光信号实时采集卡，其特征在于设有FPGA微处理器，两路以上光信号采集电路，其中每路光信号采集电路的输出端与FPGA微处理器相连接，所述光信号采集电路设有依次串联的光信号探测处理电路、高通滤波电路、A/D转换电路；所述FPGA微处理器经USB通信电路与上位机相连街。本技术中设有32路与FPGA微处理器相连接的光信号采集电路。本技术所述光信号探测处理电路中设有光电转换单元，光电转换单元中设有跨阻式放大器，其转化得到的电信号大小与光功率的大小成正比，电信号幅值与反馈电阻的阻值有关，同时为保证光电转换得到的电信号幅值能够在AD转化范围以内，光信号探测处理电路中设有拨码开关，拨码开关对应不同的放大倍数，可以根据输入光功率的大小进行拨码选择。本技术所述A/D转换电路中的ADC芯片选用了独立的ADC芯片，采样频率>1KHz即可，目前常用的芯片如AD7484、AD7492都能够满足需求。本技术所述FPGA微处理器内部对应有一个FIFO，由FPGA内部资源生成，FIFO主要用于AD数据的缓存，每一个通道在FIFO内有一个固定的存储空间，进行采集时FPGA轮流控制各AD的启动转换(convst实现)，当32个通道循环采集一个周期时，采集到的各点会被存储到FIFO中，进而再转存到外部的SRAM中。本技术在工作时，光信号被引入采集卡，光信号探测处理电路将遇到的光信号转化为电信号，当外界有干涉信号时转化后的电信号为具有多种频率成分的正弦波；转化后的电信号经过高通滤波器将低频信号滤除，高通滤波器的滤波频率设在300Hz，300Hz的滤波频率主要滤除外界轻微振动引起的干涉现象；上位机通过USB通道给数据采集系统一个采样控制命令，存入FPGA的控制寄存器中。FPGA根据该命令向A / D转换器发出相应控制信号，控制AD的convst依次启动32路12位AD启动采集，每个AD循环进行采样，所选用的AD是串行输出ADC，每个通道的采样频率为1KHz ;每路AD所采集到的数据写入FPGA内部生产的FIFO中，FIFO的容量为96X 12bit，用于存储每个通道的当前所采集到数据的值以及该通道所采集到数据的最大值、最小值，最大值最小值用以分析每个通道所采集数据的峰峰值，以便上传数据时进行判断；FIF0中对应的通道有数据时，FPGA开始给第一片SRAM依次推地址，对第一片SRAM进行写操作WR=0，RD=L将采集到的数据存入SRAM中，第一片SRAM的首地址为A18~A0=0000000000000000000 ；第二个地址为A18~A0=0000100000000000000比首地址大16K......第33个地址为A18~A0=0000000000000000001，依次进行地址分配每个地址比上个地址大16K，目的是为了将存储芯片分成32个地址空间，每个通道对应一个地址空间。SRAM存储一个数据时间为8ns，32个数据的时间为256ns，而32个通道循环一次时间为312ns，因此在进行采集存储时不存在漏点或者每个通道数据存储空间不对应现象；当第一片SRAM中所存入的数据到达一定程度后(默认设置为每个通道存储数据量均为10K，32个通道共有320Κ的数据)，开始将采集到的数据存入第二片SRAM中，存储方式与第一片SRAM的存储方式相同，同时采用USB将第一片SRAM中的数据进行上传，1KHz的数据量即为Is的数据量，满足上位机算法分析需要；第一片SRAM中的数据进行时上传时，FPGA先对SRAM进行读操作WR=I，RD=0，读取D0~D11位数据，然后通过USB通道将该数据上传的上位机中；同理，第二片SRAM中的数据到达一定程度时，将第二片SRAM中的数据上传的上位机中，由于USB上传速度快，在第二片SRAM中的数据存储满时，第一片SRAM中的数据已上传到上位机，完成该轮光信号的采集。本技术与现有技术相比，能够直接对发生干涉后的光信号进行采集，并跟据大量分析，滤除因外界环境因素引起的轻微扰动数据，上位机无需对无用信号数据分析，进而缩短了上位机处理的数据量和时间。【附图说明】:附图1是本技术的结构框图。附图标记:FPGA微处理器1、光信号探测处当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多通道光信号实时采集卡，其特征在于设有FPGA微处理器，两路以上光信号采集电路，其中每路光信号采集电路的输出端与FPGA微处理器相连接，所述光信号采集电路设有依次串联的光信号探测处理电路、高通滤波电路、A/D转换电路；所述FPGA微处理器经USB通信电路与上位机相连接，设有32路与FPGA微处理器相连接的光信号采集电路；所述光信号探测处理电路中设有光电转换单元，光电转换单元中设有跨阻式放大器，其转化得到的电信号大小与光功率的大小成正比，电信号幅值与反馈电阻的阻值有关，同时光信号探测处理电路中设有拨码开关；所述A/D转换电路中的ADC芯片采样频率＞10KHz。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，王建强，史振国，张永臣，乔秋晓，于娟，刘伟，
申请(专利权)人：威海北洋光电信息技术股份公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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