燕山大学
大学生创新性实验计划项目
中期支撑材料
项目来源： 国家（■ ）校级（）
项目名称：基于ARM多通道高精度的
高速数据采集系统
项目负责人： 巫肇彬
所在院系： 电气工程学院
联系电话：
燕山大学教务处制
目 录
研制背景及意义
人类社会进入信息时代，信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。信息技术的三大主要技术也就是常说的3C技术是信息获取技术、通信技术和 机技术(Collection，Communication，Computer)。其中，信息获取技术是信息技术的基础，而数据采集是信息获取的主要手段和方法。
数据采集(Data Acquisition)是将被测对象的各种参量(可以是物理量、化学量等)通过相应的传感器转换为模拟电信号，再将模拟电信号经过信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送入 机系统进行数据处理或存储记录的过程。数据采集技术涉及大量的学科和理论，如测试计量技术与仪器、信号与系统、传感器技术、通信和计算机等，因此，研制一套高性能的数据采集系统(Data Acquisition System)，研发人员必须要在知识的深度和广度上达到较高的水平，同时还需要具有丰富的电路设计经验。随着数字技术的飞速发展、计算机的处理速度不断提升、微波射频通信的广泛使用，数据采集系统的速度和性能必须要提高，因此高性能的数据采集系统已经是当今IT行业一个非常重要的领域。
数据采集器是一种具有现场记录、分析功能的设备或现场记录、离线分析机器设备等状态数据功能的便携式分析仪器。它把安装在机器设备上的震动传感器和过程传感器等所测得的信号作为输入，配以各种测量分析技术以及多样化的显示格式所组成的一个检测系统，主要应用于对机器设备进行定期巡回状态监测和故障诊断等多种领域。它能和 机一起组成独立的监测诊断系统，是机器设备的计算机辅助诊断手段之一。
国外数据采集技术较上世纪有了很大的发展，从最近国外公司展示的新产品可以看出，主要的发展方向可以概括为使用方便、功能多样和体积减小三个方面。国内数据采集技术起步比较晚，国内的数据采集系统与国外数据采集系统相比，在技术上仍然存在一定的差距，主要表现在：
(1)由于整个国内的微电子技术还与世界水平有一定差距，模数转换芯片的速
度还不能达到世界先进水平，同时高速PCB设计方面的人才比较稀少，所以国内较少研制出速度非常高同时性能又非常好的数据采集系统。
(2)数据采集系统的内存不大，数据采集系统本身的信号处理功能不强，在现场只能做一些简单的数据分析，大多数的处理要离线到计算机上去做。
(3)系统的软件水平以及人机界面方面的水平还不是很高，设备操作起来有很多不人性化的地方。
虽然国内与国外在数据采集技术上存在差距，但是总体来看这个差距在不断缩小，在不久的将来中国的数据采集系统肯定会晋升国际一流的水准。随着数字化步伐的不断加深，数据采集技术作为走进数字世界的一把钥匙，必须要紧跟数字化的脚步，只有掌握了尖端的数据采集技术才能在这个飞速变化的世界具有竞争力。
数据采集系统常见的结构有三种：多通道分时复用数据采集系统、多通道同步数据采集系统和分布式数据采集系统，其中多通道同步数据采集系统是目前数据采集系统的主流设计结构。在现代信号处理系统中，多通道同步数据采集系统广泛应用于各种军用、商用和工业领域中，如雷达系统、弹上设备及通信系统等。为了更快速更全面地分析系统，在采集系统主要信号时，往往需要对一些相关信号进行测量。早先的多通道分时复用数据采集系统只能实现循环采集多路信号，不能得到多个通道同一时刻的采样点，并且数据采集的速率也不是很高，而多通道同步数据采集系统恰恰弥补了分时复用数据采集系统的不足。
第二章 设计方案
2.1原理图设计
图2-1 模拟通道采集图图解
上图2-1为模拟通道采集图图 主要实现三级放大，四阶滤波，放大有效信号的同时，减小噪
图2-2数据存储图图解
上图2-2为数据存储图图解，主要实现数据先进先出，快速存储。
图2-3以太网接 图解
上图2-3为以太网接口图图 主要实现设备与以太网通信。
图2-4电源模块图图解
上图2-4为电源模块图图解，采用开关电源、DC-DC电源，降低功耗损失，隔离电源。

下一页