一种PCIE数据采集卡的接口电路系统技术方案

本实用新型专利技术涉及车载电子信息技术领域，本实用新型专利技术提出的一种PCIE数据采集卡的接口电路系统整体架构图，本实施例可适用于汽车车载的道路养护巡检装置高频段模拟信号数据采集接口电路，接口电路系统包括：传感器电路单元、模拟信号调制隔离电路单元、SCSI系统接口电路单元、PCIE数据采集电路单元、PCIE总线接口电路单元、ARM核心控制电路单元、直流供电电路单元和车辆电源单元。解决了车载电路装置常用的总线接口电路系统无法满足高速数据信号传输速度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种PCIE数据采集卡的接口电路系统
本技术涉及车载电子信息
，具体涉及一种PCIE数据采集卡的接口电路系统。
技术介绍
目前，汽车车载电路常用总线技术主要有LIN、CAN、I2C、FlexRay、Most、Ethernet和USB等。LIN总线用于车内分布式电控系统，数据通信速度为125Kbps。CAN总线用于车内控制系统的数据通信，数据传输速率为1Mbps。I2C总线用于车内电路的多微控制器串行通信，数据传输速率在高速模式下为3.4Mbps。FlexRay总线用于车辆的安全线控系统和动力系统，数据传输速率为10Mbps。Most总线用于多媒体系统，数据传输速率为24.8Mbps。Ethernet总线用于车辆物联网应用，实现车辆智能化驾驶，数据传输速率可达1.0Gbps，USB总线用于车辆设备间的串行传输和控制，最大数据传输速率可达5.0Gbps。汽车车载作为道路养护巡检装置最主要集成方式，以0~120km/h的速度在道路上进行数据采集，道路路面状况横向和纵向识别精度要求控制在小于1mm范围，路面状况采集传感器的采样率大于200kHz，装置的数据传输速率大于5.0Gbps。车载电路装置常用的总线接口技术无法满足超高数据带宽的信号采集性能要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，解决了车载电路装置常用的总线接口电路系统无法满足高速数据信号传输速度的问题。本技术提出的一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，包括：传感器电路单元、模拟信号调制隔离电路单元、SCSI系统接口电路单元、PCIE数据采集电路单元、PCIE总线接口电路单元、ARM核心控制电路单元和直流供电电路单元800，所有单元按上述顺序通信连接；传感器电路单元用于提供相关传感器的连接接口、传输传感器的控制指令和回传传感器的模拟信号；模拟信号调制隔离电路单元用于提供传感器电路单元的恒流电源、传感器电路单元输出信号隔离滤波和传感器电路的信号增益调节；SCSI系统接口电路单元用于提供SCSI端口连接PCIE数据采集电路单元，传输模拟信号调制隔离单元输出信号；PCIE数据采集电路单元用于提供SCSI接口电路单元传输的模拟信号的模数转换，对模拟信号进行采样和量化，将数字化传感器信号传输到PCIE总线接口电路；PCIE总线接口电路单元用于提供PCIE数据采集电路单元差分时针信号、差分数据信号和直流工作电源，传输PCIE数据采集电路单元控制指令和输出数据；ARM核心控制电路单元用于提供传感器采集信号的数字化存储和传感器采集控制驱动，为电路应用装置提供智能化扩展；直流供电电路单元用于提供模拟信号调制隔离电路单元、PCIE总线接口电路单元和ARM核心控制电路单元稳压恒流直流电源。本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的使用原理：首先，通过传感器电路单元采集道路传感器的数据和控制指令，转换为模拟信号，再将模拟信号传输给模拟信号调制隔离电路单元；模拟信号调制隔离电路单元再将传感器电路单元输出信号经过隔离滤波和传感器电路的信号增益调节后传输给SCSI系统接口电路单元；SCSI系统接口电路单元再通过接口电路将输出信号传输给PCIE数据采集电路单元；PCIE数据采集电路单元用于数字化传感器信号传输到PCIE总线接口电路单元；PCIE总线接口电路单元将传输PCIE数据采集电路单元控制指令和输出数据传输给ARM核心控制电路单元；最后，由ARM核心控制电路单元提供传感器采集信号的数字化存储和传感器采集控制驱动，为电路应用装置提供智能化扩展。本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的有益效果：1、支持驱动多通道的ICP/IEPE/LIVM传感器，无损稳定的采集高频段模拟信号；2、可实现高频段模拟信号的隔离、滤波和增益，能够有效过滤信号中噪音干扰；3、能够有效的保护车辆自身电源系统，具有较高的抗电磁干扰性能，可以为应用电路装置提供稳定的电源；4、降低了电路应用装置的电源功率，容易设计外观机械结构，减小了装置模块化设计难度。附图说明图1为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的整体数据信号传输流程图；图2为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的模拟信号调制隔离电路图；图3为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的PCIE总线接口电路图；图4为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的ARM核心控制电路单元结构示意图；图5为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的直流供电电路单元的电路图；图6为本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的具体应用示意图；其中：传感器100、传感器电路单元200、模拟信号调制隔离电路单元300、SCSI系统接口电路单元400、PCIE数据采集电路单元500、PCIE总线接口电路单元600、ARM核心控制电路单元700、直流供电电路单元800、车辆电源单元900。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术的一种PCIE数据采集卡的接口电路系统作进一步的说明。如图1、2、3、4、5和6所示，一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的使用原理：首先，通过传感器电路单元200采集道路传感器的数据和控制指令，转换为模拟信号，再将模拟信号传输给模拟信号调制隔离电路单元300；模拟信号调制隔离电路单元300再将传感器电路单元200输出信号经过隔离滤波和传感器电路的信号增益调节后传输给SCSI系统接口电路单元400；SCSI系统接口电路单元400再通过接口电路将输出信号传输给PCIE数据采集电路单元500；PCIE数据采集电路单元500用于数字化传感器信号传输到PCIE总线接口电路单元600；PCIE总线接口电路单元600将传输PCIE数据采集电路单元500控制指令和输出数据传输给ARM核心控制电路单元700；最后，由ARM核心控制电路单元700提供传感器100采集信号的数字化存储和传感器100采集控制驱动，为电路应用装置提供智能化扩展。本技术一种PCIE数据采集卡的接口电路系统的有益效果：1、支持驱动多通道的ICP/IEPE/LIVM传感器100，无损稳定的采集高频段模拟信号；2、可实现高频段模拟信号的隔离、滤波和增益，能够有效过滤信号中噪音干扰；3、能够有效的保护车辆自身电源系统，具有较高的抗电磁干扰性能，可以为应用电路装置提供稳定的电源；4、降低了电路应用装置的电源功率，容易设计外观机械结构，减小了装置模块化设计难度。如图1所示，本申请所述一种PCIE数据采集卡的接口电路系统整体架构图，本实施例可适用于汽车车载的道路养护巡检装置高频段模拟信号数据采集接口电路，接口电路系统包括：传感器电路单元200、模拟信号调制隔离电路单元300、SCSI系统接口电路单元400、PCIE数据采集电路单元500、PCIE总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，其特征在于，包括：/n传感器电路单元（200）、模拟信号调制隔离电路单元（300）、SCSI系统接口电路单元（400）、PCIE数据采集电路单元（500）、PCIE总线接口电路单元（600）、ARM核心控制电路单元（700）和直流供电电路单元（800），所有单元按上述顺序通信连接；/n传感器电路单元（200）用于提供相关传感器（100）的连接接口、传输传感器（100）的控制指令和回传传感器（100）的模拟信号；/n模拟信号调制隔离电路单元（300）用于提供传感器电路单元（200）的恒流电源、传感器电路单元（200）输出信号隔离滤波和传感器（100）电路的信号增益调节；/nSCSI系统接口电路单元（400）用于提供SCSI端口连接PCIE数据采集电路单元（500），传输模拟信号调制隔离单元输出信号；/nPCIE数据采集电路单元（500）用于提供SCSI接口电路单元传输的模拟信号的模数转换，对模拟信号进行采样和量化，将数字化传感器（100）信号传输到PCIE总线接口电路；/nPCIE总线接口电路单元（600）用于提供PCIE数据采集电路单元（500）差分时针信号、差分数据信号和直流工作电源，传输PCIE数据采集电路单元（500）控制指令和输出数据；/nARM核心控制电路单元（700）用于提供传感器（100）采集信号的数字化存储和传感器（100）采集控制驱动，为电路应用装置提供智能化扩展；/n直流供电电路单元（800）用于提供模拟信号调制隔离电路单元（300）、PCIE总线接口电路单元（600）和ARM核心控制电路单元（700）稳压恒流直流电源。/n...

【技术特征摘要】
1.一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，其特征在于，包括：
传感器电路单元（200）、模拟信号调制隔离电路单元（300）、SCSI系统接口电路单元（400）、PCIE数据采集电路单元（500）、PCIE总线接口电路单元（600）、ARM核心控制电路单元（700）和直流供电电路单元（800），所有单元按上述顺序通信连接；
传感器电路单元（200）用于提供相关传感器（100）的连接接口、传输传感器（100）的控制指令和回传传感器（100）的模拟信号；
模拟信号调制隔离电路单元（300）用于提供传感器电路单元（200）的恒流电源、传感器电路单元（200）输出信号隔离滤波和传感器（100）电路的信号增益调节；
SCSI系统接口电路单元（400）用于提供SCSI端口连接PCIE数据采集电路单元（500），传输模拟信号调制隔离单元输出信号；
PCIE数据采集电路单元（500）用于提供SCSI接口电路单元传输的模拟信号的模数转换，对模拟信号进行采样和量化，将数字化传感器（100）信号传输到PCIE总线接口电路；
PCIE总线接口电路单元（600）用于提供PCIE数据采集电路单元（500）差分时针信号、差分数据信号和直流工作电源，传输PCIE数据采集电路单元（500）控制指令和输出数据；
ARM核心控制电路单元（700）用于提供传感器（100）采集信号的数字化存储和传感器（100）采集控制驱动，为电路应用装置提供智能化扩展；
直流供电电路单元（800）用于提供模拟信号调制隔离电路单元（300）、PCIE总线接口电路单元（600）和ARM核心控制电路单元（700）稳压恒流直流电源。


2.如权利要求1所述的一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，其特征在于，传感器电路单元（200）一端与传感器（100）或连接传感器（100）的延长线相连，另一端与模拟信号调制隔离电路单元（300）连接。


3.如权利要求1或2所述的一种PCIE数据采集卡的接口电路系统，其特征在于，模拟信号调制隔离电路单元（300）包括传感器连接电路、调制隔离电路、信号连接电路Ⅰ和直流电源接口；传感器连接电路一端与传感器电路单元（200）连接，另一端与调制隔离电路的输入端连接，信号连接电路Ⅰ与调制隔离电路的输出端连接，信号连接电路Ⅰ与SCSI系统接口电路单元（400）连接，直流电源接口与直流供电电路单元（800）输出端连接。


4.如权利要求1或2所述的一种PCI...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正卫，刘晓江，章一颖，刘昊，侯晓宁，张东长，王进勇，青光焱，唐智伦，赖思静，胡晓阳，刘中帅，高博，杜孟秦，王昌华，彭吉瑞，罗建群，叶伟，杨光清，王立洪，罗溢，袁青海，张传霆，何晓兵，古瑶，
申请(专利权)人：招商局公路信息技术重庆有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50