一种分布式多通道的弹载高速采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式多通道的弹载高速采集系统，涉及高速采集器领域，该系统包括主控设备以及分别布设在导弹不同区域的若干个内测盒，主控设备连接各个内测盒内的供电控制板、数据采集器和自检装置；内测盒根据主控设备的控制运行于工作模式下利用数据采集器通过传感器组采集数据，运行于自检模式利用自检装置对数据采集器进行自检；该系统采用集中式控制和分布式布置，器件使用模块化设计，各模块之间使用高抗振的接插件连接，且系统具备自检功能，能通过独立的自检系统查询电路损坏等问题、可以实现故障溯源，保证系统的可靠性和操作的便捷性。和操作的便捷性。和操作的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式多通道的弹载高速采集系统


[0001]本专利技术涉及高速采集器领域，尤其是一种分布式多通道的弹载高速采集系统。

技术介绍

[0002]高速采集系统广泛应用于军事、航天、铁路、机械等诸多行业，其任务是采集各种类型传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并将其存储在FLASH中。采集完成后，可以通过传输线将相关数据下载到计算机中进行处理，得到需要的数据结果。高速采集系统的重要指标包括数据转换速率和记录容量，其主核(单片机、FPGA或DSP)不再承担A/D转换的控制、数据的读出与存储工作，这些操作由专门的高速数字电路完成，实现A/D转换的数据和存储器之间的直接传输。受主核IO口数量和总线信息传输的流量限制，单个主核所能支撑的采集通道数量和采样频率也是有一定的限制的。在采样频率不变的情况下，增加采集通道数需要选取更高性能的芯片或使用更多数量的主核。
[0003]弹载高速采集系统通常用于高速运动的装置内，使用电池组进行供电，在接收到特定的触发信号后进行信号采集，经过特定时长或接收到停止信号后采集停止，但是弹载传感器的数量较多、所需采集通道数较大，且弹载传感器分布于整个导弹的各个部位、位置分布过于分散，检测采集器性能工作量大，如何设计一个便捷可靠的弹载高速采集系统成为研究重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种分布式多通道的弹载高速采集系统，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种分布式多通道的弹载高速采集系统，该弹载高速采集系统包括：主控设备以及分别布设在导弹不同区域的若干个内测盒，每个内测盒内部包括供电电池及其通过供电控制板分别相连的传感器组、数据采集器和自检装置，传感器组包括布设在内测盒所在区域的若干个不同位置处的多个弹载传感器，传感器组中的各个弹载传感器分别连接至数据采集器的不同采集通道，自检装置连接数据采集器；主控设备连接各个内测盒内的供电控制板、数据采集器和自检装置；
[0006]当主控设备输出第一上电触发信号使内测盒运行于工作模式时，供电电池通过供电控制板对传感器组和数据采集器进行供电、对自检装置不供电，主控设备通过内测盒中的传感器组采集数据；
[0007]当主控设备输出第二上电触发信号使内测盒运行于自检模式时，供电电池通过供电控制板对数据采集器和自检装置进行供电、对传感器组不供电，自检装置按照预定自检策略对数据采集器进行自检后将自检结果传输给主控设备。
[0008]其进一步的技术方案为，在每个内测盒中：
[0009]自检装置包括自检控制器及其相连的DAC芯片、通讯芯片和存储芯片，DAC芯片通过开关阵列连接数据采集器的各个采集通道，通讯芯片连接数据采集器的通讯口；
[0010]自检控制器通过DAC芯片向数据采集器发送自检测试数据，自检控制器还连接并控制开关阵列按采集周期依次导通DAC与数据采集器的各个采集通道之间的一条通路，数据采集器通过对应的采集通道对自检测试数据进行数据采集；
[0011]自检控制器通过通讯芯片获取数据采集器依次通过各个采集通道完成数据采集后的自检实采数据，并根据自检实采数据生成数据采集器对应的自检结果。
[0012]其进一步的技术方案为，根据自检实采数据生成数据采集器对应的自检结果，包括：
[0013]按照公式计算数据采集器的按照预定采集顺序导通的第m个采集通道的采集准确性，T表示采集周期，f表示数据采集器的采集频率，i为参数，g(i)表示数据采集器通过第i个采集通道采集到的数据，h(i)表示DAC与数据采集器的第i个采集通道导通时输出的数据；
[0014]当所有采集通道的采集准确性均小于对应的预定阈值时、确定数据采集器生成指示自检通过的自检结果，当存在至少一个采集通道的采集准确性均达到对应的预定阈值时、确定数据采集器生成指示自检出错的自检结果。
[0015]其进一步的技术方案为，指示自检出错的自检结果还用于指示采集准确性达到对应的预定阈值的采集通道的通道标识。
[0016]其进一步的技术方案为，自检装置中的开关阵列包括形成级联结构的高速电子开关。
[0017]其进一步的技术方案为，在一个内测盒中：
[0018]数据采集器包括128个采集通道，自检装置中的开关阵列包括一个第一级高速电子开关和8个第二级高速电子开关，各个高速电子开关均为16路，第一级高速电子开关的输入端连接DAC芯片的输出端、8个输出端分别连接8个第二级高速电子开关的输入端，每个第二级高速电子开关的各个输出端分别连接数据采集器的各个采集通道；每个高速电子开关占用自检控制器的5个GPIO引脚且4个GPIO引脚用于导通控制、1个GPIO引脚用于使能。
[0019]其进一步的技术方案为，每个内测盒中的供电控制板包括供电控制器、固态继电器组和黑匣子模块，固态继电器组的输入端连接内测盒中的供电电池、输出端连接内测盒中的传感器组、数据采集器和自检装置，黑匣子模块包括MCU及其分别相连的时钟芯片、ADC芯片和存储芯片，黑匣子模块内部的器件由独立电源供电；固态继电器组的输入端和输出端分别连接到黑匣子模块中的ADC芯片，内测盒中的数据采集器还输出信标信号至黑匣子模块中的ADC芯片，信标信号用于指示数据采集器是否正常运行。
[0020]其进一步的技术方案为，主控设备包括上位机和综控盒，上位机位于导弹外部，综控盒和所有内测盒均位于导弹内，上位机通过上电触发信号线连接综控盒和各个内测盒内的供电控制板，综控盒通过通讯线连接各个内测盒中内的数据采集器和自检装置。
[0021]其进一步的技术方案为，主控设备输出的第一上电触发信号包括第一上电信号和第一触发信号：
[0022]上位机通过上电触发信号线向内测盒内的供电控制板输出第一上电信号，供电控制板导通供电电池对传感器组和数据采集器的供电线路、断开供电电池对自检装置的供电
线路；
[0023]上电完成后，上位机通过上电触发信号线向综控盒输出第一触发信号，综控盒通过通讯线控制内测盒中的数据采集器通过对应的传感器进行数据采集；
[0024]数据采集完成后，上位机通过综控盒控制内测盒中的数据采集器将采集到的数据发送至上位机。
[0025]其进一步的技术方案为，主控设备输出的第二上电触发信号包括第二上电信号和第二触发信号：
[0026]上位机通过上电触发信号线向内测盒内的供电控制板输出第二上电信号，供电控制板导通供电电池对自检装置和数据采集器的供电线路、断开供电电池对传感器组的供电线路；
[0027]上电完成后，上位机通过上电触发信号线向综控盒输出第二触发信号，综控盒通过通讯线控制内测盒中的自检装置按照预定自检策略对数据采集器进行自检，并在自检完成后将自检结果发送至上位机。
[0028]本专利技术的有益技术效果是：
[0029]本申请公开了一种分布式多通道的弹载高速采集系统，采用集中式控制和分布式布置，器件使用模块化设计，各模块之间使用高抗振的接插件连接，且系统具备自检功能，能通过独立的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式多通道的弹载高速采集系统，其特征在于，所述弹载高速采集系统包括：主控设备以及分别布设在导弹不同区域的若干个内测盒，每个所述内测盒内部包括供电电池及其通过供电控制板分别相连的传感器组、数据采集器和自检装置，传感器组包括布设在所述内测盒所在区域的若干个不同位置处的多个弹载传感器，所述传感器组中的各个弹载传感器分别连接至所述数据采集器的不同采集通道，所述自检装置连接所述数据采集器；所述主控设备连接各个内测盒内的供电控制板、数据采集器和自检装置；当所述主控设备输出第一上电触发信号使内测盒运行于工作模式时，所述供电电池通过所述供电控制板对传感器组和数据采集器进行供电、对自检装置不供电，所述主控设备通过内测盒中的传感器组采集数据；当所述主控设备输出第二上电触发信号使内测盒运行于自检模式时，所述供电电池通过所述供电控制板对数据采集器和自检装置进行供电、对传感器组不供电，所述自检装置按照预定自检策略对数据采集器进行自检后将自检结果传输给所述主控设备。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在每个内测盒中：自检装置包括自检控制器及其相连的DAC芯片、通讯芯片和存储芯片，所述DAC芯片通过开关阵列连接所述数据采集器的各个采集通道，所述通讯芯片连接所述数据采集器的通讯口；所述自检控制器通过所述DAC芯片向所述数据采集器发送自检测试数据，所述自检控制器还连接并控制所述开关阵列按采集周期依次导通所述DAC与所述数据采集器的各个采集通道之间的一条通路，所述数据采集器通过对应的采集通道对所述自检测试数据进行数据采集；所述自检控制器通过所述通讯芯片获取所述数据采集器依次通过各个采集通道完成数据采集后的自检实采数据，并根据所述自检实采数据生成所述数据采集器对应的自检结果。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述根据所述自检实采数据生成所述数据采集器对应的自检结果，包括：按照公式计算所述数据采集器的按照预定采集顺序导通的第m个采集通道的采集准确性，T表示采集周期，f表示所述数据采集器的采集频率，i为参数，g(i)表示所述数据采集器通过第i个采集通道采集到的数据，h(i)表示所述DAC与所述数据采集器的第i个采集通道导通时输出的数据；当所有采集通道的采集准确性均小于对应的预定阈值时、确定所述数据采集器生成指示自检通过的自检结果，当存在至少一个采集通道的采集准确性均达到对应的预定阈值时、确定所述数据采集器生成指示自检出错的自检结果。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，指示自检出错的自检结果还用于指示采集准确性达到对应的预定阈值的采集通道的通道标识。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，自检装置中的开关阵列包括形成级联结构的高速电子开关。
6.根据权利要求5所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐力，吴文婷，张春，何振民，张哲，陶灿辉，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：