一种分布式多通道数据同步采集传输系统的制作方法

本技术涉及信号采集领域，具体涉及一种分布式多通道数据同步采集传输系统。

背景技术：

1、分布式多通道数据同步采集传输系统在信号采集领域有着广泛的应用，现有技术的分布式多通道数据采集传输系统通常由数字信号处理器(dsp)、fpga、多路adc、两路网络收发模块组成。16路声学模拟信号经过信号调制电路经过简单的滤波处理后送至多通道同步采样adc，fpga控制多路adc实现并行同步采样，并对数据进行预处理后送至dsp进行数据的缓存、封装、组包，并通过两路网口将数据分别发送至与其连接的另一个采集传输模块，并继续转发至后续的模块，直至数据被转发至目的ip地址。

2、现有技术的缺陷在于：采用了dsp+fpga的双处理器架构，系统结构复杂，功耗大，成本高；采用了dsp+fpga的双处理器架构，系统结构复杂，功耗大，成本高；需要自行设计网络转发协议，软件开发工作量大，系统稳定性不高；缺少多个模块之间的同步机制，仅依靠共用时钟实现非严格的同步启动。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述的问题，本申请提供了一种分布式多通道数据同步采集传输系统，包括上位机、两个及以上通过网络连接的多通道数据采集传输模块，所述多通道数据采集传输模块包括：

2、控制器mcu；

3、多通道同步采集数模转换模块，电连接所述控制器mcu，并在控制器mcu控制下采集目标模拟信号并转换为数字信号；

4、频率合成器，电连接所述控制器mcu，在控制器mcu控制下合成指定频率的时钟信号；

5、时钟收发模块，电连接所述控制器mcu、频率合成器和多通道同步采集数模转换模块，用于接收频率合成器发送的时钟信号并发送给多通道同步采集数模转换模块；

6、所述多通道同步采集数模转换模块以所述时钟信号为采样时钟进行数据采集；所述控制器mcu接收所述多通道同步采集数模转换模块发送的数字信号并通过网络发送给上位机。

7、进一步的，所述网络连接中的任意一个多通道数据采集传输模块设为主节点，其余多通道数据采集传输模块则设为从节点。

8、进一步的，所述多通道数据采集传输模块设为主节点时，所述主节点的时钟收发模块还用于接收主节点的频率合成器发送的时钟信号，并同步发送至所有从节点的时钟收发模块。

9、进一步的，所述多通道数据采集传输模块设为从节点时，所述从节点的时钟收发模块接收所述主节点的时钟收发模块发送的时钟信号，并将所述时钟信号发送至多通道同步采集数模转换模块。

10、进一步的，所述时钟收发模块包括信号处理电路，所述信号处理电路包括依次电连接的全差分放大器、运算放大器、施密特触发器和倍频器。

11、进一步的，还包括差分收发器，所述差分收发器电连接所述控制器mcu，所述差分收发器用于发送或接收同步脉冲信号；所述同步脉冲信号用于控制分布式多通道数据同步采集传输系统中的所有多通道数据采集传输模块同步工作。

12、进一步的，所述主节点的差分收发器用于发送同步脉冲信号，所述从节点的差分收发器用于接收所述主节点的差分收发器发送的同步脉冲信号。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用mcu控制多通道同步采样adc实现多通道同步数据采集，mcu同时完成数据处理和网络发送，大大降低系统复杂度和物料成本，同时降低了软件开发的难度和系统调试的难度；采用千兆以太网络交换机芯片实现多个采集传输节点之间的自动组网和数据转发，有效提高数据传输效率和系统稳定性，并显著降低了软件开发工作量；增加同步信号，实现多个节点模块之间严格同步启动；可通过网络对系统内所有节点的固件进行远程更新，降低了后续的维护成本。

技术特征：

1.一种分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，包括上位机、两个及以上通过网络连接的多通道数据采集传输模块，所述多通道数据采集传输模块包括：

2.根据权利要求1所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，所述网络连接中的任意一个多通道数据采集传输模块设为主节点，其余多通道数据采集传输模块则设为从节点。

3.根据权利要求2所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，所述多通道数据采集传输模块设为主节点时，所述主节点的时钟收发模块还用于接收主节点的频率合成器发送的时钟信号，并同步发送至所有从节点的时钟收发模块。

4.根据权利要求3所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，所述多通道数据采集传输模块设为从节点时，所述从节点的时钟收发模块接收所述主节点的时钟收发模块发送的时钟信号，并将所述时钟信号发送至多通道同步采集数模转换模块。

5.根据权利要求1所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，所述时钟收发模块包括信号处理电路，所述信号处理电路包括依次电连接的全差分放大器、运算放大器、施密特触发器和倍频器。

6.根据权利要求2所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，还包括差分收发器，所述差分收发器电连接所述控制器mcu，所述差分收发器用于发送或接收同步脉冲信号；所述同步脉冲信号用于控制分布式多通道数据同步采集传输系统中的所有多通道数据采集传输模块同步工作。

7.根据权利要求6所述的分布式多通道数据同步采集传输系统，其特征在于，所述主节点的差分收发器用于发送同步脉冲信号，所述从节点的差分收发器用于接收所述主节点的差分收发器发送的同步脉冲信号。

技术总结本技术提供了一种分布式多通道采集传输系统，包括上位机、两个及以上通过网络连接的多通道数据采集传输模块，多通道数据采集传输模块包括：控制器MCU；多通道同步采集数模转换模块，用于采集目标模拟信号并转换为数字信号；频率合成器，用于合成指定频率的时钟信号；时钟收发模块，用于接收频率合成器发送的时钟信号并发送给多通道同步采集数模转换模块；多通道同步采集数模转换模块以时钟信号为采样时钟进行数据采集；控制器MCU接收多通道同步采集数模转换模块发送的数字信号并通过网络发送给上位机。本技术采用MCU控制多通道同步采样ADC实现多通道同步数据采集，MCU同时完成数据处理和网络发送，大大降低系统复杂度和物料成本。技术研发人员：陶鋆耀,吴涵挺,邓波受保护的技术使用者：杭州矢志信息科技有限公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/11