本發(fā)明涉及航空航天試驗(yàn)分析、汽車安全測試、爆炸測試、飛行器測試領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，具體涉及一種分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在航空航天試驗(yàn)分析、汽車安全測試、爆炸測試、振動沖擊測試、飛行器測試中，主要依靠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取裝備系統(tǒng)各部件的工作參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，為評定裝備的性能及故障定位提供依據(jù)。通過在裝備研制、生產(chǎn)以及日常維護(hù)中對振動、沖擊、壓力、應(yīng)變和溫度等數(shù)據(jù)的采集和分析，能夠?yàn)檠b備測試與評估提供直觀、精確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性是武器設(shè)備試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素。當(dāng)前在目前的裝備測試中需要測試的指標(biāo)很多，使用多種儀器搭建的綜合測試系統(tǒng)所用儀器種類繁多、體積大，安裝不便，難以提高測試效率，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟，國內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正在朝著微型化、高精度、高采樣率、大容量、網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展。對于大型裝備系統(tǒng)的測試，往往需要更加全面、多方位的測試數(shù)據(jù)來精確描述被測系統(tǒng)，因此需要對數(shù)據(jù)采集通道數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多通道的分布式數(shù)據(jù)采集和上傳。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括上位機(jī)、分布式采集陣列管理模塊和多個數(shù)據(jù)采集堆疊，所述分布式陣列管理模塊與所述上位機(jī)連接，所述分布式陣列管理模塊上設(shè)置有多個鏈路接口，多個采集鏈路分別通過所述鏈路接口與所述分布式采集陣列管理模塊連接，每個所述采集鏈路由多個所述數(shù)據(jù)采集堆疊通過級聯(lián)總線連接而成，同一采集鏈路中，各個數(shù)據(jù)采集堆疊的級聯(lián)模式被配置為菊花鏈連接方式；每個所述數(shù)據(jù)采集堆疊均包括控制模塊和多個傳感器采集模塊，所述多個傳感器采集模塊依次堆疊連接后與所述控制模塊連接，每個傳感器采集模塊包括多路獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集通道，所述傳感器采集模塊通過m-lvds通信總線與所述控制模塊連接；所述控制模塊上設(shè)置有2個級聯(lián)端口，所述2個級聯(lián)端口用于將所述控制模塊與上下級數(shù)據(jù)采集堆疊或分布式采集陣列管理模塊連接，所述控制模塊用于對所述多個傳感器采集模塊的各個數(shù)據(jù)采集通道實(shí)現(xiàn)管理、發(fā)送控制指令、接收采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)及給所述傳感器采集模塊供電。

所述分布式采集陣列管理模塊包括通信接口模塊、觸發(fā)管理器、控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)鏈路選擇器、與多個鏈路接口一一對應(yīng)連接的多個數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)緩存控制器、數(shù)據(jù)緩存模塊；所述分布式采集陣列管理模塊上還設(shè)置有以太網(wǎng)接口電路、usb接口電路、和觸發(fā)接口電路；所述通信接口模塊通過以太網(wǎng)接口電路或usb接口電路與上位機(jī)連接，所述通信接口模塊與控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)緩存控制器連接；所述數(shù)據(jù)鏈路選擇器與控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)緩存控制器、以及多個數(shù)據(jù)接收器連接；所述數(shù)據(jù)緩存控制器與所述數(shù)據(jù)緩存模塊連接；所述控制命令發(fā)生器通過觸發(fā)管理器與觸發(fā)接口電路連接；所述通信接口模塊用于接收并解析上位機(jī)命令，并發(fā)送至控制命令發(fā)生器，控制命令發(fā)生器將上位機(jī)命令中的采集指令寫入寄存器，并通過數(shù)據(jù)鏈路選擇器將采集指令發(fā)送到對應(yīng)的鏈路接口，實(shí)現(xiàn)對對應(yīng)采集鏈路中的采集堆疊的控制；從鏈路接口傳輸?shù)牟杉询B中的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)鏈路選擇器后，由所述數(shù)據(jù)緩存控制器寫入數(shù)據(jù)緩存模塊中進(jìn)行緩存，并通過所述通信接口模塊上傳至上位機(jī)。

所述分布式陣列管理模塊上設(shè)置有4個鏈路接口，4個采集鏈路分別通過所述鏈路接口與所述分布式采集陣列管理模塊連接，每個所述采集鏈路由3述數(shù)據(jù)采集堆疊通過級聯(lián)總線連接；每個所述數(shù)據(jù)采集堆疊包括10個傳感器采集模塊，每個傳感器采集模塊上設(shè)置有3個數(shù)據(jù)采集通道。

所述控制模塊包括m-lvds總線接口電路，觸發(fā)接口電路、級聯(lián)接口電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩存單元、flash存儲單元以及fpga基礎(chǔ)模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于給所述控制模塊以及傳感器采集模塊供電，所述fpga基礎(chǔ)模塊通過m-lvds總線接口電路與所述傳感器采集模塊連接，通過觸發(fā)接口電路與外部觸發(fā)器連接，通過級聯(lián)接口電路與上下級數(shù)據(jù)采集堆疊或分布式采集陣列管理模塊連接，所述fpga基礎(chǔ)模塊用于接收外部觸發(fā)器發(fā)送的觸發(fā)信號和上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)接收命令，以及根據(jù)所述出發(fā)信號和數(shù)據(jù)接收命令接收所述傳感器采集模塊采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)編幀后發(fā)送到所述數(shù)據(jù)緩存單元和flash存儲單元進(jìn)行存儲。

所述fpga基礎(chǔ)模塊包括m-lvds收發(fā)器通信管理單元、外部觸發(fā)管理單元、usb通信管理單元、數(shù)據(jù)緩存控制器，數(shù)據(jù)存儲控制器、控制命令發(fā)生器和仲裁單元，所述外部觸發(fā)管理單元與觸發(fā)接口電路和控制命令發(fā)生器連接，用于將觸發(fā)信號傳輸?shù)娇刂泼畎l(fā)生器，所述級聯(lián)管理單元與級聯(lián)接口電路和控制命令發(fā)生器連接，用于將上位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收命令進(jìn)行解析后發(fā)送到控制命令發(fā)生器，控制命令發(fā)生器與m-lvds收發(fā)器通信管理單元連接，用于根據(jù)觸發(fā)信號和數(shù)據(jù)接收命令生成數(shù)據(jù)采集命令后通過m-lvds收發(fā)器通信管理單元發(fā)送到傳感器采集模塊；m-lvds收發(fā)器通信管理單元與數(shù)據(jù)緩存控制器和數(shù)據(jù)存儲控制器連接，用于將傳感器采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編幀后發(fā)送到數(shù)據(jù)緩存單元、flash存儲單元存儲，所述仲裁單元與所述數(shù)據(jù)緩存控制器和usb通信管理單元連接，用于將數(shù)據(jù)緩存單元和flash存儲單元存儲的數(shù)據(jù)通過級聯(lián)接口發(fā)送至上位機(jī)。

所述傳感器采集模塊包括接口模塊、程控放大模塊、程控濾波模塊、ad轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、m-lvds接口芯片、fpga核心控制器和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述接口模塊與傳感器連接，用于給所述傳感器供電以及接收傳感器采集信號，傳感器采集的信號經(jīng)所述接口模塊、程控放大模塊、程控濾波模塊后、ad轉(zhuǎn)換模塊后傳輸?shù)剿鰂pga核心控制器，所述fpga核心控制器通過fifo將數(shù)據(jù)緩存到所述數(shù)據(jù)緩存模塊，并在收到數(shù)據(jù)請求指令后，從fifo模塊中讀取數(shù)據(jù)并通過m-lvds接口芯片傳輸給控制模塊；所述fpga核心控制器用于判斷各個采集通道的狀態(tài)，并通過m-lvds總線發(fā)送給控制模塊，所述fpga核心控制器還用于接收所述控制模塊傳輸?shù)呐渲脜?shù)和采集指令，以及對所述程控放大模塊、程控濾波模塊后、ad轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)處理過程進(jìn)行控制。

所述傳感器采集模塊分別為iepe傳感器采集模塊或橋式傳感器采集模塊；當(dāng)所述傳感器采集模塊為iepe傳感器采集模塊時，所述接口模塊為iepe接口模塊，所述iepe接口模塊與iepe傳感器連接，用于給iepe傳感器提供恒流，以及接收iepe傳感器的采集信號；當(dāng)所述傳感器采集模塊為橋式傳感器采集模塊時，所述接口模塊為橋式傳感器接口模塊，所述橋式傳感器接口模塊與橋式傳感器連接，用于給橋式傳感器提供電壓激勵，以及接收橋式傳感器的采集信號。

所述程控放大模塊包括儀表放大器ad8226和可變增益放大器ad603，所述程控濾波模塊包括四階巴特沃斯濾波電路和基于max264的程控濾波器；所述ad轉(zhuǎn)換模塊型號為ad7693。

每個所述傳感器采集模塊上設(shè)置有3個傳感器接口，每個所述傳感器采集模塊包括3個ad轉(zhuǎn)換模塊，形成3路獨(dú)立的采集通道，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括10個傳感器采集模塊。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用分布式、微型化設(shè)計(jì)思想，通過構(gòu)建菊花鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)傳輸方式，有效簡化了各個數(shù)據(jù)采集堆疊之間的物理連接方式，具有通道多，可擴(kuò)展性強(qiáng)，使用靈活，可靠性高等特點(diǎn)，單個采集堆疊最多就可擴(kuò)展至30個采集通道，單通道采樣率最高達(dá)500ksa/s，整個分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)最多可擴(kuò)展至360個采集通道；此外，每個數(shù)據(jù)采集堆疊由一個控制模塊外加多個數(shù)據(jù)采集模塊組成，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集和管理能力，通過設(shè)計(jì)合理的堆疊式結(jié)構(gòu)，在保證功能的同時還能提高單個采集堆疊的抗沖擊能力（可以提高到1000g）；

2、本發(fā)明適用于在各種惡劣環(huán)境下對振動、沖擊、壓力、應(yīng)變和溫度等數(shù)據(jù)的采集，通過構(gòu)建分布式的數(shù)據(jù)采集堆疊極大地?cái)U(kuò)展數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道數(shù)量，可應(yīng)用于惡劣環(huán)境中對裝備系統(tǒng)的檢驗(yàn)及性能評估；

3、本發(fā)明的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置有千兆以太網(wǎng)接口和usb3.0接口，可以分別與本地上位機(jī)和遠(yuǎn)程上位機(jī)連接，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的波形顯示以及分析處理等；

4、本發(fā)明的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能為航空、航天及地面設(shè)備系統(tǒng)提供可靠快速的測試手段，可以有效節(jié)省人力和物力，為優(yōu)化和完善裝備功能奠定良好的控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的一種分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中單個數(shù)據(jù)采集堆疊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集堆疊的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中單菊花鏈連接方式結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中分布式采集陣列管理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中單個數(shù)據(jù)采集堆疊的控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中單個數(shù)據(jù)采集堆疊的傳感器采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中整機(jī)軟件框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(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)施例是本發(fā)明的一部分實(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)人員在沒有作出創(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。

如圖1~圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例中提出的一種分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1所示，該分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括上位機(jī)1、分布式采集陣列管理模塊2和12個數(shù)據(jù)采集堆疊3，所述分布式陣列管理模塊2與所述上位機(jī)1連接，所述分布式陣列管理模塊2上設(shè)置有4鏈路接口，多個采集鏈路分別通過所述鏈路接口與所述分布式采集陣列管理模塊連接，每個所述采集鏈路由3個所述數(shù)據(jù)采集堆疊通過級聯(lián)總線連接而成，同一采集鏈路中，各個數(shù)據(jù)采集堆疊的級聯(lián)模式被配置為菊花鏈連接方式。

如圖2和圖3所示，每個所述數(shù)據(jù)采集堆疊3均包括控制模塊31和多個傳感器采集模塊32，所述數(shù)據(jù)采集堆疊的控制模塊31上設(shè)置有2個級聯(lián)端口33，所述2個級聯(lián)端口33用于將所述控制模塊31與上下級數(shù)據(jù)采集堆疊3或分布式采集陣列管理模塊2連接；多個傳感器采集模塊32依次堆疊連接后與控制模塊31連接，每個傳感器采集模塊32上設(shè)置有3個傳感器接入端口34，每個傳感器采集模塊內(nèi)部包括3路獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集通道，所述傳感器采集模塊32通過m-lvds通信總線與所述控制模塊連接；所述控制模塊用于對所述多個傳感器采集模塊的各個數(shù)據(jù)采集通道實(shí)現(xiàn)管理、發(fā)送控制指令、接收采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)及給所述傳感器采集模塊供電；傳感器采集模塊的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置，每個傳感器采集模塊上均設(shè)置有傳感器接口，用于與傳感器連接。

如圖3所示，本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集堆疊中，，所述控制模塊和多個傳感器采集模塊分別通過灌封材料封裝后，分別單獨(dú)設(shè)置在緩沖殼體內(nèi)；多個所述傳感器采集模塊依次堆疊連接后與所述控制模塊堆疊連接，設(shè)置所述多個傳感器采集模塊的緩沖殼體之間的接觸表面上均設(shè)置有m-lvds通信接口和電源接口，則在控制模塊和傳感器采集模塊在堆疊的同時，也能實(shí)現(xiàn)電路連接和配置。

則本發(fā)明的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以擴(kuò)展至360個數(shù)據(jù)采集通道。此外，本發(fā)明的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，分布式采集陣列管理模塊上的鏈路接口和數(shù)據(jù)采集堆疊的數(shù)量也可以為更少或者更多，每個數(shù)據(jù)采集堆疊中的傳感器采集模塊的數(shù)量也可以更少或是更多，具體數(shù)量可以根據(jù)要采集的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行設(shè)置。

當(dāng)上位機(jī)發(fā)送指令時，由通信接口管理模塊接收并解析上位機(jī)指令，控制命令發(fā)生器將采集指令寫入相關(guān)寄存器組，并通過數(shù)據(jù)鏈路選擇器將采集指令發(fā)送到具體的鏈路接口，實(shí)現(xiàn)對采集堆疊的控制；使用分布式采集陣列管理模塊逐一讀取采集堆疊中的數(shù)據(jù)時，采用ddr2sdram對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并通過通信接口管理模塊上傳到計(jì)算機(jī)。本實(shí)施例中，通過分布式采集陣列管理模塊將多個采集堆疊采用菊花鏈的方式級聯(lián)在一起，形成分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該模塊可以構(gòu)建4條菊花鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)采集鏈路，每條采集鏈路可掛載3個采集堆疊，能有效擴(kuò)展采集系統(tǒng)的通道數(shù)量。

如圖4所示，為單個采集鏈路中的數(shù)據(jù)采集堆疊的菊花連接方式結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明設(shè)計(jì)采用菊花鏈連接方式對數(shù)據(jù)采集陣列中各個堆疊進(jìn)行統(tǒng)一管理和集中控制。為此在微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了級聯(lián)端口，將采集系統(tǒng)的級聯(lián)模式配置為菊花鏈連接方式，端口內(nèi)部包括數(shù)據(jù)總線、控制總線、狀態(tài)總線和供電信號等。在單菊花鏈?zhǔn)竭B接方式中，鏈路上的多級設(shè)備組成一個閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，包括一個主設(shè)備和多級從設(shè)備，相鄰的從設(shè)備間具有數(shù)據(jù)或指令交互功能，在傳輸系統(tǒng)命令時，采集系統(tǒng)1作為菊花鏈的近端通過級聯(lián)端口i接收上位機(jī)的控制指令、外部觸發(fā)信號以及供電輸入信號，通過級聯(lián)端口ii依次輸出給菊花鏈遠(yuǎn)端的采集堆疊；在讀取數(shù)據(jù)時，采集系統(tǒng)3作為菊花鏈的遠(yuǎn)端將數(shù)據(jù)通過級聯(lián)總線逐級上傳到近端的采集堆疊，由此實(shí)現(xiàn)對單條菊花鏈的集中控制。

如圖5所示，所述分布式采集陣列管理模塊2包括通信接口模塊、觸發(fā)管理器、控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)鏈路選擇器、與4個鏈路接口一一對應(yīng)連接的4個數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)緩存控制器（ddr2控制器）、數(shù)據(jù)緩存模塊（ddr2sdram）；所述分布式采集陣列管理模塊上還設(shè)置有以太網(wǎng)接口電路、usb接口電路、和觸發(fā)接口電路；所述通信接口模塊通過以太網(wǎng)接口電路或usb接口電路與上位機(jī)連接，所述通信接口模塊與控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)緩存控制器連接；所述數(shù)據(jù)鏈路選擇器與控制命令發(fā)生器、數(shù)據(jù)緩存控制器、以及多個數(shù)據(jù)接收器連接；所述數(shù)據(jù)緩存控制器與所述數(shù)據(jù)緩存模塊連接；所述控制命令發(fā)生器通過觸發(fā)管理器與觸發(fā)接口電路連接；所述通信接口模塊用于接收并解析上位機(jī)命令，并發(fā)送至控制命令發(fā)生器，控制命令發(fā)生器將上位機(jī)命令中的采集指令寫入寄存器，并通過數(shù)據(jù)鏈路選擇器將采集指令發(fā)送到對應(yīng)的鏈路接口，實(shí)現(xiàn)對對應(yīng)采集鏈路中的采集堆疊的控制；從鏈路接口傳輸?shù)牟杉询B中的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)鏈路選擇器后，由所述數(shù)據(jù)緩存控制器寫入數(shù)據(jù)緩存模塊中進(jìn)行緩存，并通過所述通信接口模塊上傳至上位機(jī)。

進(jìn)一步地，如圖6所示，所述數(shù)據(jù)采集堆疊中的控制模塊包括m-lvds總線接口電路，觸發(fā)接口電路、級聯(lián)接口電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩存單元、flash存儲單元以及fpga基礎(chǔ)模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換電路用于給所述控制模塊以及傳感器采集模塊供電，所述fpga基礎(chǔ)模塊通過m-lvds總線接口電路與所述傳感器采集模塊連接，通過觸發(fā)接口電路與外部觸發(fā)器連接，通過級聯(lián)接口電路與上下級數(shù)據(jù)采集堆疊或分布式采集陣列管理模塊連接，所述fpga基礎(chǔ)模塊用于接收外部觸發(fā)器發(fā)送的觸發(fā)信號和上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)接收命令，以及根據(jù)所述出發(fā)信號和數(shù)據(jù)接收命令接收所述傳感器采集模塊采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)編幀后發(fā)送到所述數(shù)據(jù)緩存單元和flash存儲單元進(jìn)行存儲。

進(jìn)一步地，如圖6所示，所述fpga基礎(chǔ)模塊包括m-lvds收發(fā)器通信管理單元、外部觸發(fā)管理單元、級聯(lián)管理單元、數(shù)據(jù)緩存控制器，數(shù)據(jù)存儲控制器、控制命令發(fā)生器和仲裁單元，所述外部觸發(fā)管理單元與觸發(fā)接口電路和控制命令發(fā)生器連接，用于將觸發(fā)信號傳輸?shù)娇刂泼畎l(fā)生器，所述級聯(lián)管理單元與級聯(lián)接口電路和控制命令發(fā)生器連接，用于將上位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)接收命令進(jìn)行解析后發(fā)送到控制命令發(fā)生器，控制命令發(fā)生器與m-lvds收發(fā)器通信管理單元連接，用于根據(jù)觸發(fā)信號和數(shù)據(jù)接收命令生成數(shù)據(jù)采集命令后通過m-lvds收發(fā)器通信管理單元發(fā)送到傳感器采集模塊；m-lvds收發(fā)器通信管理單元與數(shù)據(jù)緩存控制器和數(shù)據(jù)存儲控制器連接，用于將傳感器采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編幀后發(fā)送到數(shù)據(jù)緩存單元、flash存儲單元存儲，所述仲裁單元與所述數(shù)據(jù)緩存控制器和usb通信管理單元連接，用于將數(shù)據(jù)緩存單元和flash存儲單元存儲的數(shù)據(jù)通過usb通信管理單元發(fā)送至上位機(jī)。

進(jìn)一步地，如圖7所示，所述數(shù)據(jù)采集堆疊中的傳感器采集模塊包括接口模塊、程控放大模塊、程控濾波模塊、ad轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、m-lvds接口芯片、fpga核心控制器和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述接口模塊與傳感器連接，用于給所述傳感器供電以及接收傳感器采集信號，傳感器采集的信號經(jīng)所述接口模塊、程控放大模塊、程控濾波模塊后、ad轉(zhuǎn)換模塊后傳輸?shù)剿鰂pga核心控制器，所述fpga核心控制器通過fifo將數(shù)據(jù)緩存到所述數(shù)據(jù)緩存模塊，并在收到數(shù)據(jù)請求指令后，從fifo模塊中讀取數(shù)據(jù)并通過m-lvds接口芯片傳輸給控制模塊；所述fpga核心控制器用于判斷各個采集通道的狀態(tài)，并通過m-lvds總線發(fā)送給控制模塊，所述fpga核心控制器還用于接收所述控制模塊傳輸?shù)呐渲脜?shù)和采集指令，以及對所述程控放大模塊、程控濾波模塊后、ad轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)處理過程進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述傳感器采集模塊分別為iepe傳感器采集模塊或橋式傳感器采集模塊；當(dāng)所述傳感器采集模塊為iepe傳感器采集模塊時，所述接口模塊為iepe接口模塊，所述iepe接口模塊與iepe傳感器連接，用于給iepe傳感器提供恒流，以及接收iepe傳感器的采集信號；當(dāng)所述傳感器采集模塊為橋式傳感器采集模塊時，所述接口模塊為橋式傳感器接口模塊，所述橋式傳感器接口模塊與橋式傳感器連接，用于給橋式傳感器提供電壓激勵，以及接收橋式傳感器的采集信號。

進(jìn)一步地，所述程控放大模塊包括儀表放大器ad8226和可變增益放大器ad603，所述程控濾波模塊包括四階巴特沃斯濾波電路和基于max264的程控濾波器；所述ad轉(zhuǎn)換模塊型號為ad7693，數(shù)據(jù)位寬為16位。為了提高采集系統(tǒng)對微弱信號的采集能力，使采集信號的幅值與a/d轉(zhuǎn)換芯片的輸入量程相一致，采用兩級放大的方式對采集信號做放大處理。采用儀表放大器ad8226和可變增益放大器ad603設(shè)計(jì)程控增益放大電路，通過兩級放大對信號進(jìn)行調(diào)理。程控濾波模塊主要根據(jù)濾波參數(shù)對采集信號進(jìn)行程控濾波。程控濾波模塊主要由四階巴特沃斯濾波電路與基于max264的程控濾波器組成，可實(shí)現(xiàn)0db~+62.14db之間的增益調(diào)整，內(nèi)置巴特沃斯濾波器截止頻率為40khz；能根據(jù)被采集信號的帶寬對程控濾波器的q值以及截止頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過設(shè)置不同的工作方式可以實(shí)現(xiàn)不同的濾波功能。本發(fā)明中程控濾波電路的核心電路可以是程控開關(guān)電容濾波器max264，通過fpga來實(shí)現(xiàn)程控功能。

進(jìn)一步地，如圖8所示，本實(shí)施例的分布式微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用win7系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，由主控程序、驅(qū)動程序、參數(shù)配置程序和模塊功能程序組成。該系統(tǒng)是一個以硬件為控制，軟件、硬件緊密結(jié)合的整體，具體包括輸入?yún)?shù)配置模塊、存儲參數(shù)配置模塊、程控參數(shù)配置模塊、標(biāo)定參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)采集控制模塊、數(shù)據(jù)存儲控制模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、波形顯示模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、以太網(wǎng)接口驅(qū)動、usb接口驅(qū)動等部分。應(yīng)用程序主界面設(shè)計(jì)為幾個功能獨(dú)立的區(qū)域，依次為功參數(shù)設(shè)置區(qū)、狀態(tài)顯示區(qū)、數(shù)據(jù)分析區(qū)、功能菜單區(qū)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。