本發(fā)明涉及一種傳輸系統(tǒng)，具體是一種基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息技術(shù)的重要組成部分之一。信息技術(shù)主要包括信息獲取、傳輸、處理、存儲（記錄）、顯示和應(yīng)用等。信息技術(shù)的三大支柱技術(shù)是信息獲取技術(shù)、通信技術(shù)、和計(jì)算機(jī)技術(shù)。其中，信息獲取技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和前提，而數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息獲取的主要手段和方法，它是以傳感器技術(shù)、測試技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)為基礎(chǔ)的一門綜合應(yīng)用技術(shù)。

隨著測控技術(shù)的迅猛發(fā)展，以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，DAS）已經(jīng)在測控領(lǐng)域占據(jù)了統(tǒng)治地位。

DSP是目前電子工業(yè)領(lǐng)域增長最迅速的產(chǎn)品之一，據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織 (WSTS)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測報(bào)告顯示，1996~2005年，全球DSP市場將一直保持穩(wěn)步增長。DSP性能隨集成度的增加而提高，而價(jià)格卻一直在下降。DSP既有追求高性能并行結(jié)構(gòu)，也有追求低功耗的省點(diǎn)核心；DSP中不僅可以集成閃存、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和多種接口，還可以集成CPU核心、視頻和音頻接口。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軍事、航天、航空、鐵路、機(jī)械、民生等諸多行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對數(shù)據(jù)處理的實(shí)時性要求也愈來愈迫切。

顯然，不論在哪個應(yīng)用領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)處理越及時則經(jīng)濟(jì)效益就越大。例如在實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)中，必然要求對測量數(shù)據(jù)實(shí)時處理。又如在新型飛機(jī)試飛中如能實(shí)現(xiàn)對某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時處理和監(jiān)測，就能在這些數(shù)據(jù)發(fā)生異常變化時及時發(fā)現(xiàn)并采取措施，以避免機(jī)毀人亡的重大事故發(fā)生。可見，實(shí)時處理數(shù)據(jù)意義是很大的。由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時性提供了廣闊的前景。在一些電磁干擾性強(qiáng)的測試現(xiàn)場，無法專門對其做電磁屏蔽，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真。

在日常生活中的許多方面，如社區(qū)工作站中的個人健康情況、個人家庭情況等通常都是通過社區(qū)人員上門進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄之后，返回社區(qū)時統(tǒng)一進(jìn)行錄入，即費(fèi)時又費(fèi)力，不但工作繁重，同時也無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，常常管理人員得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)是滯后了一兩天的數(shù)據(jù)，并且社區(qū)成員互相之間的信息在錄入的同時也容易混雜。如何實(shí)現(xiàn)高效率、簡潔、實(shí)時的數(shù)據(jù)采集更是一大難題。

而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究以及民用生活水平的發(fā)展要求數(shù)據(jù)采集具有更好的數(shù)據(jù)采集、傳輸能力，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式 已經(jīng)不能滿足這一要求。針對以上要求，將無線技術(shù)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合在一起，利用無線傳輸技術(shù)將輸入識別后的信號和傳感器傳出后的信號綜合在一起，同時發(fā)送給無線接收終端具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，因此進(jìn)行此設(shè)計(jì)研究是非常必要的。

數(shù)據(jù)采集與處理一直是生產(chǎn)實(shí)踐研究與應(yīng)用領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)和難點(diǎn)。隨著微電子制造工藝水平的飛速提高及數(shù)據(jù)分析理論的進(jìn)一步完善與成熟，目前國內(nèi)外對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高性能方面的研究上取得了很大的成就。就A/D轉(zhuǎn)換的精度、速度和通道數(shù)來說，采樣通道從單通道發(fā)展到雙通道、多通道，采樣頻率、分辨率、精度逐步提高，為分析功能的加強(qiáng)提供了前提條件。而在數(shù)據(jù)分析的微處理器上，最初的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以8位單片機(jī)為核心，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，新興單片機(jī)的不斷問世，十六位、三十二位單片機(jī)也為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制廠家所采用，近來采用具有DSP功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也己投入市場?？傊殡S著高性能DSP的采用和用戶技術(shù)要求的不斷提高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能也越來越完善。在通用測控方面，采用嵌入式微處理器的方案也由早期的采用A/D器件和標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)組成應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展到在單芯片上實(shí)現(xiàn)完整的數(shù)據(jù)采集與分析，即目前極為熱門的SOC(SystemOnChip)。通常在一塊芯片上會集成一個，可以采樣多路模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和一個硬CPU核(比如增強(qiáng)型80_52內(nèi)核)，而且其CPU的運(yùn)算處理速度和性能也較早期的標(biāo)準(zhǔn)CPU內(nèi)核提高了數(shù)倍，而且有著極低的功耗。這種單芯片解決方案降低了系統(tǒng)的成本和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。此外，為了解決SOC方案中數(shù)據(jù)處理性能的不足，采用DSP作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的CPU的研究與應(yīng)用目前也逐漸引起業(yè)內(nèi)重視。國內(nèi)外以DSP作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣控制和分析運(yùn)算的研究與應(yīng)用正在展開。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、DSP控制器、電源模塊和上位機(jī)，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊，所述DSP控制器分別連接開關(guān)量輸入模塊另一端、模擬量輸入模塊另一端、開關(guān)量輸出模塊另一端、模擬量輸出模塊另一端、信號調(diào)理模塊另一端和無線收發(fā)模塊A，無線收發(fā)模塊A通過無線的方式連接無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B還連接上位機(jī)，上位機(jī)還分別連接打印機(jī)和接口模塊。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述上位機(jī)內(nèi)置軟件包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述信號調(diào)理模塊包括電容C2、二極管VD1、電阻R1和芯片U1，芯片U1由U1A和U1B兩部分組成，所述監(jiān)控對象分別連接電容C4和電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C4另一端、電阻R3和U1A引腳2，電阻R3另一端分別連接電阻R4和U1A引腳1，U1A引腳4接地，U1A引腳8分別連接電源VCC和電阻R1，電阻R1另一端分別連接U1A引腳3、UAB引腳5、電阻R2、電容C2和二極管VD2正極，二極管VD2負(fù)極分別連接電容C2另一端和電阻R2另一端并接地，所述U1B引腳6分別連接電阻R4另一端和電阻R5，電阻R5另一端分別連接U1B引腳7和二極管VD1正極，二極管VD1負(fù)極分別連接電阻R6、電容C3和單片機(jī)，電阻R6另一端連接電容C3另一端并接地，所述芯片U1型號為MAX4451。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)性能穩(wěn)定、人機(jī)界面友好、可操作性強(qiáng)，將無線技術(shù)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合在一起，利用無線傳輸技術(shù)將輸入識別后的信號和傳感器傳出后的信號綜合在一起，同時發(fā)送給無線接收終端具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說明

圖1為基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)中信號調(diào)理模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1～2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于DSP的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)，包括傳感器、監(jiān)控對象、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、DSP控制器、電源模塊和上位機(jī)，所述監(jiān)控對象分別連接開關(guān)量輸入模塊、傳感器、執(zhí)行部件和信號調(diào)理模塊，傳感器還連接模擬量輸入模塊，執(zhí)行部件還分別連接開關(guān)量輸出模塊和模擬量輸出模塊，所述DSP控制器分別連接開關(guān)量輸入模塊另一端、模擬量輸入模塊另一端、開關(guān)量輸出模塊另一端、模擬量輸出模塊另一端、信號調(diào)理模塊另一端和無線收發(fā)模塊A，無線收發(fā)模塊A通過無線的方式連接無線收發(fā)模塊B，無線收發(fā)模塊B還連接上位機(jī)，上位機(jī)還分別連接打印機(jī)和接口模塊；所述上位機(jī)內(nèi)置軟件包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)；所述信號調(diào)理模塊包括電容C2、二極管VD1、電阻R1和芯片U1，芯片U1由U1A和U1B兩部分組成，所述監(jiān)控對象分別連接電容C4和電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C4另一端、電阻R3和U1A引腳2，電阻R3另一端分別連接電阻R4和U1A引腳1，U1A引腳4接地，U1A引腳8分別連接電源VCC和電阻R1，電阻R1另一端分別連接U1A引腳3、UAB引腳5、電阻R2、電容C2和二極管VD2正極，二極管VD2負(fù)極分別連接電容C2另一端和電阻R2另一端并接地，所述U1B引腳6分別連接電阻R4另一端和電阻R5，電阻R5另一端分別連接U1B引腳7和二極管VD1正極，二極管VD1負(fù)極分別連接電阻R6、電容C3和單片機(jī)，電阻R6另一端連接電容C3另一端并接地，所述芯片U1型號為MAX4451。

下面以通訊車為例對本發(fā)明的工作原理進(jìn)行說明。

系統(tǒng)軟件體系可分為采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)兩大部分。

(1)采集子系統(tǒng)即由step 7編寫的梯形圖程序，它被下載至DSP控制器中運(yùn)行。

監(jiān)控子系統(tǒng)即由組態(tài)軟件編寫的監(jiān)控程序，監(jiān)控程序的編寫是對采集到的數(shù)據(jù)以及控制參數(shù)進(jìn)行組態(tài)的過程。

(2)車載系統(tǒng)選用hmibuilder v2.1組態(tài)軟件開發(fā)。作為一套國產(chǎn)工業(yè)組態(tài)軟件，hmibuilder具有界面友好、操作方便、功能強(qiáng)大，并且結(jié)構(gòu)容易擴(kuò)充等特點(diǎn)。

為了能及時準(zhǔn)確地掌握通訊車運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控軟件中建立了通訊車運(yùn)行總貌、動力系統(tǒng)監(jiān)控、衛(wèi)星通信指揮網(wǎng)監(jiān)控、電子偵察設(shè)備監(jiān)控四大監(jiān)控畫面以及相應(yīng)若干子監(jiān)控畫面?；诎踩矫娴目紤]，系統(tǒng)開機(jī)后首先是用戶登陸界面，在經(jīng)過安全認(rèn)證后方能進(jìn)入系統(tǒng)，并且用戶分為一般用戶和管理員用戶兩種。

監(jiān)控畫面分為三個區(qū)，最頂端是按鈕區(qū)，實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)視界面與功能的切換；中間是主畫面區(qū)，顯示控制參數(shù)和通訊車運(yùn)行狀態(tài)，包括各種儀表顯示、指示燈、數(shù)據(jù)曲線、歷史報(bào)警信息以及控制開關(guān)等；底端為信息欄，顯示最新的報(bào)警信息和提示信息。當(dāng)tpc105觸摸屏上位機(jī)與DSP通信中斷時，所有監(jiān)控參數(shù)模擬量顯示灰色，開關(guān)量閃爍不定，即指示通信故障。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性，DSP運(yùn)行控制時完全獨(dú)立于上位機(jī)，這樣即使上位機(jī)出現(xiàn)故障或斷電，DSP仍然可以繼續(xù)完成對通訊車的控制。

車載系統(tǒng)的一個重要功能是及時向車上人員發(fā)出語音告警信息和提示信息。一般情況下，可在軟件的數(shù)據(jù)組態(tài)、模擬量參數(shù)設(shè)置中設(shè)置播放告警語音的條件，這些條件包括數(shù)據(jù)變化率過大、越上限(下限)、越上上限(下下限)等；而對于通道中斷這一類事項(xiàng)的語音告警，需要在hmibuilder的核心模塊中設(shè)置，然后選擇通道中斷事項(xiàng)即可。

電阻R1和電阻R2分壓為芯片U1提供輸入偏置電壓，適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻R2可改變放大器的輸入偏置電壓，可根據(jù)監(jiān)控對象輸出電壓的大小，適當(dāng)選擇電阻R3改變第1級的放大倍數(shù)，從而使總增益滿足要求。電阻R7是為了降低第1級放大電路的直流增益，從而提高靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，但電阻R7的引入降低了第1級電路的交流放大能力，故接入電容C4實(shí)現(xiàn)交流旁路，二極管VD1、電阻R6和電容C3構(gòu)成幅度檢波電路，電容C3的容量越大，輸出到單片機(jī)A／D端的直流電壓中的20 kHz波紋越小，但電容C3的容量過大將導(dǎo)致電路響應(yīng)時間長，對監(jiān)控對象的偏離反應(yīng)遲鈍，所以電容C3的實(shí)際取值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。

由于二極管VD1、電阻R6和電容C3構(gòu)成的是正半周峰值包絡(luò)檢波電路，監(jiān)控對象輸入的電壓越大，檢波電路輸出的直流電位越高，如前所述，線圈輸出的感應(yīng)電動勢受多種因素影響變化范圍較大，為增大此電路的輸出擺幅，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置電阻R1和電阻R2的值，使芯片U1同相端的輸入偏置電壓降低到約1.8V，以降低檢波電路輸出端的初始直流電位，增大電路的動態(tài)范圍。

本發(fā)明系統(tǒng)通過檢測監(jiān)控對象輸出的電壓并經(jīng)過放大和必要的處理，最后提供給通訊車進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換采樣，以獲取監(jiān)控對象的信息，采用多路如本發(fā)明這樣的電路，即可全方位了解各種監(jiān)控對象的信息，非?？旖莘€(wěn)定安全。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。