一种传感器阵列数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种传感器阵列数据采集系统，属于数据采集领域，包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接上位机。本实用新型专利技术采用精度高的ADC转换器提高了精度和采样率，由于集成了传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列，因此大大减少了数据采集系统的体积，提高了可靠性，安装方便，满足了微型化的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器阵列数据采集系统
本技术涉及数据采集领域，尤其是涉及一种传感器阵列数据采集系统。
技术介绍
随着科技和经济的发展，自动化控制和物联网技术与人们的生产和生活的关系越来越紧密。工业互联网能够使用开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来，让工业和互联网实现深度的融合。将工业物联网运用于工厂的生产监控环节是未来智能工厂的发展趋势。但是由于生产现场需要监控的设备繁多，且每种设备需要采集的指标也可能有多种，使用多种仪器搭建的数据采集系统体积大，可靠性不高、安装不方便，难以将现场采集的各种数据进行实时统一上传至上位机。随着电子技术的不断发展和日益成熟，国内的数据采集系统正在朝着微型化、高精度、高采样率、大容量的方向快速发展。因此需要对现有数据采集系统进行改进以适应微型化、高精度、高采样率、大容量以及高可靠性的发展需求。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有数据采集系统存在的以上技术问题，而提出的一种传感器阵列数据采集系统。本技术实施例提供一种传感器阵列数据采集系统，包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接上位机。进一步，所述传感器阵列包括采集压电信号的传感器阵列、采集电容信号的传感器阵列以及采集电阻信号的传感器阵列中的一种或几种。进一步，所述数据传输模块包括RS232接口和/或USB接口。进一步，所述上位机为PLC控制系统和/或计算机。进一步，所述上位机包括显示模块、DRAM缓存模块、信号处理模块、数据传输模块和操作模块，所述显示模块、DRAM缓存模块、数据传输模块和操作模块均连接所述信号处理模块。进一步，所述显示模块采用7寸液晶触摸屏。进一步，所述操作模块包括多个旋钮开关、钮子开关、编码器以及按键中的一种或几种。进一步，所述信号调理电路阵列包括多个信号调理电路，所述每个信号调理电路包括依次连接的信号调理单元、滤波单元以及MCU处理单元。进一步，所述FPGA主控模块采用XILINXSPARTAN6系列的XC6SLX16-FTG256；所述ADC转换器阵列包括多个ADC转换器，所述ADC转换器采用ADI的32位4通道10kHz芯片AD7177。进一步，所述DRAM缓存模块采用DDR3缓存MT41J64M16。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本技术实施例提供了一种传感器阵列数据采集系统，利用传感器阵列旨在实现针对压电矩阵、电容阵列、电阻阵列三种传感器信号进行多通道采集，容量大、可扩展性强，使用灵活等特点，每个传感器阵列信号最多就可扩展至64个采集通道，整个数据采集系统最多可扩展至192个采集通道；此外，每个传感器阵列分别对应各自的ADC转换器阵列，具有独立的数据采集和管理能力，在保证功能的同时还能提高可靠性，采用精度高的ADC转换器也能提高精度和采样率，由于集成了传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列，因此大大减少了数据采集系统的体积，安装方便，满足了微型化的要求。附图说明图1为本技术实施例提供的数据采集系统示意图；图2为本技术实施例提供的数据采集器示意图；图3为本技术实施例提供的上位机结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。针对现有数据采集系统存在的可靠性不高、体积大，安装不方便，难以统一将采集的多个数据上传至上位机的问题，本技术提供了一种传感器阵列数据采集系统，包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接上位机。利用传感器阵列旨在实现针对压电矩阵、电容阵列、电阻阵列三种传感器信号进行多通道采集，容量大、可扩展性强，使用灵活等特点，每个传感器阵列信号最多就可扩展至64个采集通道，整个数据采集系统最多可扩展至192个采集通道；此外，每个传感器阵列分别对应各自的ADC转换器阵列，具有独立的数据采集和管理能力，在保证功能的同时还能提高可靠性，采用精度高的ADC转换器也能提高精度和采样率，由于集成了传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列，因此大大减少了数据采集系统的体积，安装方便，使其满足微型化的要求。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。实施例本实施例提供一种传感器阵列数据采集系统，如图1、图2所示，本实施例包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接上位机。本实施例中，所述传感器阵列包括采集压电信号的传感器阵列、采集电容信号的传感器阵列以及采集电阻信号的传感器阵列中的一种或几种。具体地，本实施例的数据采集系统旨在实现针对压电矩阵、电容阵列、电阻阵列三种传感器信号进行多通道采集，通道数64，采样率10kHz，具体指标如下：压电阵列化采集电容阵列化采集电阻阵列化采集物理量压电信号电容电阻量级10微V～10VpF100兆欧通道数646464分辨率1uV10fF0.01欧采样率10kHz10kHz10kHz按上述指标，模拟量采样精度计算如下：压电采集精度：1uV/10V需要24位精度电容采集精度：10Ff/1pF需要8位精度电阻采集精度：0.01欧/100兆欧需要33.5位精度三个物理量同时采样，共有192通道，每通道10kHz采样率，数据位宽按32bits(4B)计算，带宽为：192×10k×4B＝7680KB。本实施例中，ADC转换器阵列包括多个ADC转换器，所述ADC转换器采用ADI的32位4通道10kHz芯片AD7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器阵列数据采集系统，其特征在于，包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接所述上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种传感器阵列数据采集系统，其特征在于，包括数据采集器和上位机，所述数据采集器包括用于采集数据的传感器阵列、信号调理电路阵列、ADC转换器阵列、FPGA主控模块、DRAM缓存模块和数据传输模块；所述传感器阵列、信号调理电路阵列和ADC转换器阵列一一对应且依次连接，所述ADC转换器阵列、DRAM缓存模块和数据传输模块均连接所述FPGA主控模块，所述数据传输模块连接所述上位机。


2.根据权利要求1所述的传感器阵列数据采集系统，其特征在于，所述传感器阵列包括采集压电信号的传感器阵列、采集电容信号的传感器阵列以及采集电阻信号的传感器阵列中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的传感器阵列数据采集系统，其特征在于，所述上位机为PLC控制系统和/或计算机。


4.根据权利要求1所述的传感器阵列数据采集系统，其特征在于，所述上位机包括显示模块、DRAM缓存模块、信号处理模块、数据传输模块和操作模块，所述显示模块、DRAM缓存模块、数据传输模块和操作模块均连接所述信号处理模块。


5.根据权利要求1或4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，
申请(专利权)人：武汉康柏科特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42