一种基于以太网的车载数据同步采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于以太网的车载数据同步采集系统，包括至少两台数据采集设备，所述数据采集设备包括数据采集单元、CPU单元、时钟处理单元、交换单元、以太网接口单元，所述数据采集单元采集车载传感器数据，并将采集的数据送给CPU单元，所述时钟处理单元为CPU单元和以太网接口单元提供时钟，所述CPU单元根据时钟为数据加上时间戳；至少两台数据采集设备中，设定其中一台数据采集设备为主设备，其他数据采集设备为从设备。本实用新型专利技术主设备CPU向从设备CPU发送时间信息，以使至少两台数据采集设备的时间保持同步，同时将采集的数据添加上时间戳，携带有时间戳信息的采集数据包含了时间信息，不再受以太网传输时延不确定影响，数据具有同步性和准确性。

A Vehicle Data Synchronization Acquisition System Based on Ethernet

【技术实现步骤摘要】
一种基于以太网的车载数据同步采集系统
本技术涉及数据采集
，具体涉及分布式数据采集系统。
技术介绍
列车车辆上信号采集点数量多、分布广、间距长、采集器规格型号多样，因此采用分布式采集系统，多台设备同时进行采集数据，通过以太网方式相互通信，是目前最广泛的应用。以太网具有抗干扰能力强、传输距离远、通信速率高等优点，但以太网的CSMA/CD技术(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection，载波监听多路访问/冲突检测)存在传输实时响应不确定。当设备各自采集数据后通过以太网发送至数据处理中心时，由于以太网传输实时响应时间不同，导致接收到的采集数据并非为同一时刻的采集数据，一些对时间精度要求高的领域，采集的数据不能同步是一件可怕的事情。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题就是提供一种基于以太网的车载数据同步采集系统，在多台设备同时采集数据时，能够避免因为以太网传输实时响应时间不同而导致的数据不同步，确保采集数据同步性和准确性。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种基于以太网的车载数据同步采集系统，包括至少两台数据采集设备，所述数据采集设备包括数据采集单元、CPU单元、时钟处理单元、交换单元、以太网接口单元，所述数据采集单元采集车载传感器数据，并将采集的数据送给CPU单元，所述时钟处理单元为CPU单元和以太网接口单元提供时钟，所述CPU单元根据时钟为数据加上时间戳，至少两台数据采集设备通过以太网接口单元实现以太网通信连接，所述交换单元与以太网接口单元配合将加上时间戳的数据在数据采集设备之间进行数据交换；至少两台数据采集设备中，设定其中一台数据采集设备为主设备，其他数据采集设备为从设备，主设备CPU向从设备CPU发送时间信息，以使至少两台数据采集设备的时间保持同步。本技术采用上述技术方案，主设备CPU向从设备CPU发送时间信息，以使至少两台数据采集设备的时间保持同步，同时将采集的数据添加上时间戳，携带有时间戳信息的采集数据包含了时间信息，不再受以太网传输时延不确定影响，数据具有同步性和准确性。本技术的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步描述：图1是本技术实现的2台设备的同步采集系统框图；图2是本技术实现的N台设备的同步采集系统框图；图3是本技术中数据采集单元系统框图；图4是本技术中CPU单元系统框图；图5是本技术中交换单元、以太网接口单元和时钟处理单元系统框图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供了一种基于以太网实现的分布式采集系统，由多台设备构成的同步采集系统，以满足实际应用中多台设备同时采集数据，采集的数据具有同步性和准确性。其包括至少两台数据采集设备，所述数据采集设备包括数据采集单元、CPU单元、时钟处理单元、交换单元、以太网接口单元，所述数据采集单元采集车载传感器数据，并将采集的数据送给CPU单元，所述时钟处理单元为CPU单元和以太网接口单元提供时钟，所述CPU单元根据时钟为数据加上时间戳，至少两台数据采集设备通过以太网接口单元实现以太网通信连接，所述交换单元与以太网接口配合将加上时间戳的数据在数据采集设备之间进行数据交换；至少两台数据采集设备中，设定其中一台数据采集设备为主设备，其他数据采集设备为从设备，主设备CPU向从设备CPU发送时间信息，以使至少两台数据采集设备的时间保持同步。由于从设备通过接收主设备的时间信息，保持与主设备时间同步，并将采集单元的数据增加时间戳，携带有时间戳信息的采集数据包含了时间信息，多设备相互通信时，该数据具有时间信息，能够确保该采集数据同步性和准确性。实施例一，参考图1所示，由2台设备构成一套采集系统，其中一台为主设备1，另一台为从设备2。主设备1至少包含1个时钟处理T1单元、1个数据采集D1单元、1个CPU单元C1、1个交换单元S1、1个以太网接口单元P1。其中时钟处理T1单元通过锁相环和时钟综合，分别将时钟发送给CPU单元C1和以太网接口单元P1；CPU单元C1作为主设备1的中央处理器，接收数据采集单元D1的数据并加上时间戳功能，将数据D1变成D1’，D1’为包含时间信息的数据；交换单元S1主要实现交换功能；以太网接口单元P1与从设备2中的以太网接口单元P2用100M/1000M的以太网相连，实现物理层数据交互。从设备2至少包含1个时钟处理T2单元、1个数据采集D2单元、1个CPU单元C2、1个交换单元S2、1个以太网接口单元P2。设备2中的以太网接口单元P2通过100M/1000M以太网通讯获取主设备的时间，并将主设备的时间给时钟处理单元T2；时钟处理单元T2将以太网接口单元P2发送的时间发送给CPU单元C2；CPU单元C2作为从设备2的中央处理器，接收数据采集单元D2的数据并加上时间戳功能，将数据D2变成D2’，D2’为包含时间信息的数据；交换单元S2主要实现交换功能。实施例二，由N台设备构成一套采集系统。其中一台为主设备3，其他N-1台都为从设备。主设备3至少包含1个时钟处理T3单元、1个数据采集D3单元、1个CPU单元C3、1个交换单元S3、1个以太网接口单元P3。其中时钟处理T3单元通过锁相环和时钟综合，分别将时钟发送给CPU单元C3和以太网接口单元P3；CPU单元C3作为主设备3的中央处理器，接收数据采集单元D3的数据并加上时间戳功能，将数据D3变成D3’，D3’为包含时间信息的数据；交换单元S3主要实现交换功能；以太网接口单元P3与从设备4中的以太网接口单元P42用100M/1000M的以太网相连，实现物理层数据交互。从设备4至少包含1个时钟处理T4单元、1个数据采集D4单元、1个CPU单元C4、1个交换单元S4、2个以太网接口单元P41和P42。设备4中的以太网接口单元P42通过100M/1000M以太网通讯获取主设备的时间，并将主设备的时间给时钟处理单元T4；时钟处理单元T4将以太网接口单元P42发送的时间发送给CPU单元C4和另一个以太网接口单元P41，以太网接口单元P41与下一个从设备m中的以太网接口单元Pm2用100M/1000M的以太网相连，实现物理层数据交互；CPU单元C4作为从设备4的中央处理器，接收数据采集单元D4的数据并加上时间戳功能，将数据D4变成D4’，D4’为包含时间信息的数据；交换单元S4主要实现交换功能。从设备M至少包含1个时钟处理Tm单元、1个数据采集Dm单元、1个CPU单元Cm、1个交换单元Sm、2个以太网接口单元Pm1和Pm2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于以太网的车载数据同步采集系统，其特征在于：包括至少两台数据采集设备，所述数据采集设备包括数据采集单元、CPU单元、时钟处理单元、交换单元、以太网接口单元，所述数据采集单元采集车载传感器数据，并将采集的数据送给CPU单元，所述时钟处理单元为CPU单元和以太网接口单元提供时钟，所述CPU单元根据时钟为数据加上时间戳，至少两台数据采集设备通过以太网接口单元实现以太网通信连接，所述交换单元与以太网接口单元配合将加上时间戳的数据在数据采集设备之间进行数据交换；至少两台数据采集设备中，设定其中一台数据采集设备为主设备，其他数据采集设备为从设备，主设备CPU向从设备CPU发送时间信息，以使至少两台数据采集设备的时间保持同步。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的车载数据同步采集系统，其特征在于：包括至少两台数据采集设备，所述数据采集设备包括数据采集单元、CPU单元、时钟处理单元、交换单元、以太网接口单元，所述数据采集单元采集车载传感器数据，并将采集的数据送给CPU单元，所述时钟处理单元为CPU单元和以太网接口单元提供时钟，所述CPU单元根据时钟为数据加上时间戳，至少两台数据采集设备通过以太网接口单元实现以太网...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝，朱华锋，
申请(专利权)人：浙江网新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33