項目名稱:基于以太網(wǎng)的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
主要內容:課題研究的基于以太網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),通過設計MicroBlazeIP核,將ADC控制器,以太網(wǎng)控制器,以及其它I/O設備接口控制封裝成一個可運行系統(tǒng),能夠簡單的對輸入的模擬數(shù)據(jù)信號進行采集,并希望將現(xiàn)場采集到的實時數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)直接傳送到內嵌的Web頁面上。
項目關鍵技術及創(chuàng)新點的論述;
項目關鍵技術:MicroBlazeIP設計,ADC驅動,模數(shù)轉換控制,網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,操作系統(tǒng)裁減和移植
項目的創(chuàng)新點:將工業(yè)以太網(wǎng)技術、嵌入式WebServer技術、CGI技術、動態(tài)網(wǎng)頁技術應用于嵌入式狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷裝置中,用戶通過URL就可以隨時查看現(xiàn)場設備的運行情況和報警信息,與傳統(tǒng)監(jiān)控裝置相比,提高了監(jiān)控的實時性,縮短了檢修時間,節(jié)省了檢修費用,真正實現(xiàn)了維修制度從事故維修、定期維修向視情維修的轉變。
技術成熟性和可靠性論述:
FPGA的硬件體系結構的設計大多采用高速的接口技術和總線規(guī)范,具有較高的I/O能力,這為系統(tǒng)能在以太網(wǎng)下進行高速的數(shù)據(jù)傳輸提供了良好的基礎,同時它具備很好的可編程性,編程模式簡單,并且由于FPGA具備高度的集成性,我們可以極為靈活的設計系統(tǒng)組成。
在數(shù)據(jù)采集方面,當前,越來越多的通信系統(tǒng)工作在很寬的頻帶上,對于保密和抗干擾有很高要求的某些無線通信更是如此,隨著信號處理器件的處理速度越來越快,數(shù)據(jù)采樣的速率也變得越來越高,在某些電子信息領域,要求處理的頻帶要盡可能的寬、動態(tài)范圍要盡可能的大,以便得到更寬的頻率搜索范圍,獲取更多的信息量。因此,通信系統(tǒng)對信號處理前端的A/D采樣電路提出了更高的要求,即希望A/D轉換速度快而采樣精度高,以便滿足系統(tǒng)處理的要求。
項目實施方案
1.方案基本功能框圖及描述
用框圖的方式并加以簡單的描述簡述實施本項目的技術方案。
A/D采樣電路采集到的信號,通過信號放大器和模擬轉換器轉換成14-bit的數(shù)字信號,這其中,F(xiàn)PGA的作用是提供始終頻率,并且控制放大和轉換器的相互協(xié)調工作。然后將數(shù)字信號通過以太網(wǎng)傳送到Web服務器上面,用戶可以通過網(wǎng)絡實時的監(jiān)控遠程的現(xiàn)場狀況。
2.需要的開發(fā)平臺
本方案需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,采用動態(tài)的模數(shù)轉換。接口設計:IDE接口。平臺需求:Spartan3E初級板,ModelSim,XilinxISE8.1i,EDK等。
3.方案實施過程中需要開發(fā)的模塊
具體模塊包括:
?。?)邏輯設計和MicroBlazeIP模塊
?。?)uclinux移植和A/D驅動模塊
?。?)BOA的移植和網(wǎng)頁模塊
(4)TCP/IP通訊模塊
?。?)數(shù)據(jù)采集模塊
4.系統(tǒng)zui終要達到的性能指標
用戶通過登錄互聯(lián)網(wǎng),輸入設備IP,能對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控來了解設備的運行狀況。
需要的其它資源
1.設計輸入輸出功能子板
圖象采集信號放大電路、鍵盤輸入擴展板。
2.測試設備
包括萬用表、數(shù)字示波器、邏輯分析儀等常用設備。
3.仿真、開發(fā)工具
仿真工具用Modelsim,開發(fā)工具包括ISE、Matlab等。
主要內容:課題研究的基于以太網(wǎng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),通過設計MicroBlazeIP核,將ADC控制器,以太網(wǎng)控制器,以及其它I/O設備接口控制封裝成一個可運行系統(tǒng),能夠簡單的對輸入的模擬數(shù)據(jù)信號進行采集,并希望將現(xiàn)場采集到的實時數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)直接傳送到內嵌的Web頁面上。
項目關鍵技術及創(chuàng)新點的論述;
項目關鍵技術:MicroBlazeIP設計,ADC驅動,模數(shù)轉換控制,網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,操作系統(tǒng)裁減和移植
項目的創(chuàng)新點:將工業(yè)以太網(wǎng)技術、嵌入式WebServer技術、CGI技術、動態(tài)網(wǎng)頁技術應用于嵌入式狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷裝置中,用戶通過URL就可以隨時查看現(xiàn)場設備的運行情況和報警信息,與傳統(tǒng)監(jiān)控裝置相比,提高了監(jiān)控的實時性,縮短了檢修時間,節(jié)省了檢修費用,真正實現(xiàn)了維修制度從事故維修、定期維修向視情維修的轉變。
技術成熟性和可靠性論述:
FPGA的硬件體系結構的設計大多采用高速的接口技術和總線規(guī)范,具有較高的I/O能力,這為系統(tǒng)能在以太網(wǎng)下進行高速的數(shù)據(jù)傳輸提供了良好的基礎,同時它具備很好的可編程性,編程模式簡單,并且由于FPGA具備高度的集成性,我們可以極為靈活的設計系統(tǒng)組成。
在數(shù)據(jù)采集方面,當前,越來越多的通信系統(tǒng)工作在很寬的頻帶上,對于保密和抗干擾有很高要求的某些無線通信更是如此,隨著信號處理器件的處理速度越來越快,數(shù)據(jù)采樣的速率也變得越來越高,在某些電子信息領域,要求處理的頻帶要盡可能的寬、動態(tài)范圍要盡可能的大,以便得到更寬的頻率搜索范圍,獲取更多的信息量。因此,通信系統(tǒng)對信號處理前端的A/D采樣電路提出了更高的要求,即希望A/D轉換速度快而采樣精度高,以便滿足系統(tǒng)處理的要求。
項目實施方案
1.方案基本功能框圖及描述
用框圖的方式并加以簡單的描述簡述實施本項目的技術方案。

A/D采樣電路采集到的信號,通過信號放大器和模擬轉換器轉換成14-bit的數(shù)字信號,這其中,F(xiàn)PGA的作用是提供始終頻率,并且控制放大和轉換器的相互協(xié)調工作。然后將數(shù)字信號通過以太網(wǎng)傳送到Web服務器上面,用戶可以通過網(wǎng)絡實時的監(jiān)控遠程的現(xiàn)場狀況。
2.需要的開發(fā)平臺
本方案需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,采用動態(tài)的模數(shù)轉換。接口設計:IDE接口。平臺需求:Spartan3E初級板,ModelSim,XilinxISE8.1i,EDK等。
3.方案實施過程中需要開發(fā)的模塊
具體模塊包括:
?。?)邏輯設計和MicroBlazeIP模塊
?。?)uclinux移植和A/D驅動模塊
?。?)BOA的移植和網(wǎng)頁模塊
(4)TCP/IP通訊模塊
?。?)數(shù)據(jù)采集模塊
4.系統(tǒng)zui終要達到的性能指標
用戶通過登錄互聯(lián)網(wǎng),輸入設備IP,能對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控來了解設備的運行狀況。
需要的其它資源
1.設計輸入輸出功能子板
圖象采集信號放大電路、鍵盤輸入擴展板。
2.測試設備
包括萬用表、數(shù)字示波器、邏輯分析儀等常用設備。
3.仿真、開發(fā)工具
仿真工具用Modelsim,開發(fā)工具包括ISE、Matlab等。
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