應(yīng)用背景

當(dāng)前，越來(lái)越多的領(lǐng)域要求高精度數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換以及實(shí)時(shí)處理功能，尤其是物探分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的基于MCU的數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換方案，無(wú)論是系統(tǒng)體積、系統(tǒng)功耗、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度以及系統(tǒng)處理能力等方面都不盡如人意，因此，迫切需要一種能以較低的功耗和體積，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集、高性能的系統(tǒng)處理能力的嵌入式解決方案。

北京恒頤高科技術(shù)有限公司作為專業(yè)的嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和方案提供商，針對(duì)行業(yè)用戶的不同需求，提供高性價(jià)比的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的高精度數(shù)據(jù)采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸方案。

應(yīng)用場(chǎng)合

高精度數(shù)據(jù)采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸方案適用于以下場(chǎng)合：
＊石油、地質(zhì)勘探行業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
＊高速、高精度和多參數(shù)綜合測(cè)試系統(tǒng)
＊環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
＊工業(yè)控制領(lǐng)域

方案介紹

該方案采用32位高性能嵌入式ARM處理器，設(shè)計(jì)靈活、可編程邏輯器件FPGA作為協(xié)處理器，24位高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，并設(shè)計(jì)多路串口與網(wǎng)絡(luò)接口，運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)。面向石油勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)控制等行業(yè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

ARM通過(guò)FPGA控制高精度A/D采樣信號(hào)，數(shù)據(jù)采集過(guò)程中通過(guò)FPGA內(nèi)部的比較電路自動(dòng)調(diào)整增益放大器增益倍數(shù)，極大提高了對(duì)微弱信號(hào)的分辨能力。ARM在系統(tǒng)中的作用主要是將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在傳輸?shù)缴衔粰C(jī)之前，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、標(biāo)記、打包以及數(shù)據(jù)預(yù)處理，以提高數(shù)據(jù)精度，同時(shí)ARM還要完成對(duì)時(shí)序、觸發(fā)、DMA中斷請(qǐng)求作出相應(yīng)的處理。

優(yōu)勢(shì)與技術(shù)突破

數(shù)據(jù)采集采用24位精度ADC，由ARM通過(guò)FPGA控制，利用FPGA的時(shí)序嚴(yán)格、速度較快、可編程性好等特點(diǎn)，將可能需要的各種控制和狀態(tài)信號(hào)引入FPGA，利用FPGA的大容量和現(xiàn)場(chǎng)可編程的特性，根據(jù)不同的要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修改，增大了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功率和靈活性。同時(shí)，ARM對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理極大地提高了數(shù)據(jù)的精度。在PCB布線時(shí)認(rèn)真考慮了濾波、接地和合理的信號(hào)走線，提高了數(shù)據(jù)采集的可靠性。

恒頤成功案例

＊石油勘探行業(yè)數(shù)據(jù)采集終端
＊環(huán)境監(jiān)測(cè)站