一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置制造方法及图纸

技术编号:24752792 阅读:25 留言:0更新日期:2020-07-04 08:29
本发明专利技术公开了一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,该设备包括环境力感知模块、信号处理模块、数据存储模块三大模块。通过一体化设计,将各组件有机结合,能够对加速度、角速度、温度、地磁信号进行高速采集与存储,最后通过数据接口传输数据,将环境力数据发送到PC机上。本发明专利技术主要应用在瞬态信号测量、飞行器姿态测量、车载惯性信号测量等动态环境力测量领域。本发明专利技术通过对电子元器件的合理布局,在狭小的空间内集成多种信号采集处理电路,同时兼具实时读取分析、离线存储、集成度高、占用空间小、安装方便、功耗低、结构简单、稳定性强、可定制化等优点,特别适用于多传感器融合的动态环境力测量领域。

A data acquisition and storage device for dynamic environmental force measurement

【技术实现步骤摘要】
一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置
本专利技术涉及一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置
技术介绍
随着对遥测、通信等领域研究的不断深入,环境力试验数据的获取有着越来越重要的意义。工程师需要完整的试验数据来检验飞行器的运动模型,为设计和改进飞行器提供依据。数据采集存储装置是获取环境力数据的主要手段,它能够提供飞行过程中的原始数据。弹载数据采集存储装置往往被放置在弹体有限的空间内,在发射和落地过程中,需要承受数千甚至数万g的加速度,工作环境极其恶劣,从而对弹载记录仪有小型化和高可靠性的要求。并且弹载记录器除了受自身这些特性所约束外,还需要对高速数据流进行读写。这些均致使传统弹载记录仪存储容量受限,传输速率很低。但随着弹上测量信号种类不断增多,且部分信号的数据量越来越大,传统弹载记录仪已不能满足高速、大容量的存储要求。本专利技术通过软硬件一体化设计,并对电子元器件进行合理布局,在狭小的空间内集成多种信号采集处理电路,同时兼具实时读取分析、离线存储、集成度高、占用空间小、安装方便、功耗低、结构简单、稳定性强、可定制化等优点,特别适用于多传感器融合的动态环境力测量领域。该数据存储装置能够对加速度、角速度、温度、地磁信号进行高速采集与存储,最后通过数据接口传输数据,将环境力数据发送到PC机上。能够弥补传统存储设备体积大、功能简单等缺点。
技术实现思路
本专利技术通过一体化设计,将环境力感知模块、信号处理模块、数据存储模块有机结合,能够实现对加速度、角速度、温度、地磁信号进行高速采集与存储,最后通过数据接口传输数据,将环境力数据发送到PC机上。本专利技术主要应用在瞬态信号测量、飞行器姿态测量、车载惯性信号测量等动态环境力测量领域。本专利技术通过对电子元器件的合理布局,在狭小的空间内集成多种信号采集处理电路,同时兼具实时读取分析、离线存储、集成度高、占用空间小、安装方便、功耗低、结构简单、稳定性强、可定制化等优点为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是:一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,该设备包括环境力感知模块、信号处理模块、数据存储模块三大模块。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:1)本专利技术提供的一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,利用一体化设计,将各组件有机结合,简化了传统数据采集存储装置的设计思路,设计出的一种刚柔板结合的环境力测量结构,具有集成度高、占用空间小、安装方便、功耗低、结构简单、稳定性强、可定制化的优点。2)本专利技术提供的一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,内部集成信号处理单元,可根据实际情况对传感器数据实时分析处理,可嵌入各种滤波算法、数据压缩算法。3)本专利技术利用惯性信息感知组件、磁场强度感知组件、温度感知组件、环境感知组件,可综合分析试验载体所处环境变化,可针对性做数据处理。4)本专利技术通过存储单元将采集、处理后的数据进行存储,高达1G存储容量,并能通过串口将数据传输到上位机。附图说明图1为一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置正面图;图2为一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置侧面图;图3为一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置正面元器件分布图;图4为一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置背面元器件分布图;具体实施方式本专利技术公开了一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,包括环境力感知模块、信号处理模块、数据存储模块三大模块。环境力感知模块包括:x轴陀螺仪(U30)、y轴陀螺仪、z轴陀螺仪、两个3轴加速度计(U6、U8)、两个地磁传感器(U16)、一个温度传感器(U20)。其中,x轴陀螺仪(U11)、y轴陀螺仪、z轴陀螺仪构成了环境力测量单元的陀螺仪测量系统;2套三轴加速度计(U6、U8)构成了环境力测量单元的加速度计测量系统。2套双轴磁强计(U16、U15、U17、U18)构成构成了环境力测量单元的地磁测量系统。温度计(U20、U21)构成环境力测量单元的温度测量系统。信号处理模块包括:处理器STM32F767IIK6(U22)、FPGA(U23)、串口转换芯片(U31、U32、U33、U34),ADC转换芯片(U25、U26、U27、U28)。传感器获取环境力数据后通过AD转换芯片将数据转换为数字量,之后通过FPGA进行处理,再过FMC总线将数据传输至处理器F767,处理器再通过串口将数据通过串口传输至下一模块。数据存储模块包括:处理器STM32F767IIK6(U29)、串口转换芯片(U31、U32、U33、U34)、存储芯片(U30)。处理器通过串口获取信号处理模块输出的数据,通过任务调度对数据进行处理、存储、显示。另外,该模块通过串口与上位机、信号处理模块进行通信,可实时改变系统工作状态。信号处理模块与数据存储模块柔性板接口定义:表1信号处理模块与数据存储模块柔性板接口定义:序号端口定义序号端口定义1GND14GND2IMU_TX15GND3IMU_RX16C_SWDIO4GPS_RX17C_SWCLK5GPS_TX18TMS_FPGA6PW_GT19TDI_FPGA7GPS_PPS20TDO_FPGA8SPI2_CS21TCK_FPGA9SPI2_SCK22AVCC_5.510SPI2_MISO23AVCC_5.511SPI2_MISI24GND12DVCC_3.325GND13DVCC_3.3表2环境力感知模块与信号处理模块柔性板接口定义:序号端口定义序号端口定义1AX118MZ_OUT2AX219MAG_SET3AY120M_SET_R4AY221TEMP5AZ122USART1_TX6AZ223USART1_RX7GX_OUT24USART2_TX8TX_OUT25USART2_RX<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,该设备包括环境力感知模块、信息处理模块、数据存储模块三大模块。通过一体化设计,将各组件有机结合,能够对加速度、角速度、温度、地磁信号进行高速采集与存储,最后通过数据接口传输数据,将环境力数据发送到PC机上。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,该设备包括环境力感知模块、信息处理模块、数据存储模块三大模块。通过一体化设计,将各组件有机结合,能够对加速度、角速度、温度、地磁信号进行高速采集与存储,最后通过数据接口传输数据,将环境力数据发送到PC机上。


2.根据权利要求1所述的一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,其具有由三块子电路板组合而成的刚柔板(软硬结合板)结构。电路板元器件焊接在三块主电路板(硬板)上,三块电路板通过柔性板连接,柔性板承载各类数字和模拟信号、电源线、地线。


3.根据权利要求1所述的一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,电路板按照电源模块、数据存储模块、信号处理模块、传感器模块顺序进行排列布局。柔性版结构图如图1所示。


4.根据权利要求1所述的一种面向动态环境力测量领域的数据采集存储装置,刚柔版采用6层板设计,元器件分布按照以下规则:
1)传感器模块
传感器模块集成两个MEMS加速度传感器、两个地磁传感器、三个陀螺仪传感器、一个温度传感器。
加速度传感器采用ADXL...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁超杰苏中刘宁李擎赵旭张小宇卫炳乾赵春博
申请(专利权)人:北京信息科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1