[实用新型]一种基于DSP和FPGA的特种设备数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电梯的数据采集，是一种基于DSP和FPGA的特种设备数据采集装置。属于数据采集技术领域。

背景技术

特种设备电梯是现代城市中不可缺少的垂直交通工具，电梯的运行直接关系到人民生命财产的安全，作为一种复杂的机电特种设备，被国家列为危险性较大的设备予以管理。如何监督和保障电梯的安全运行是一个重大的课题。数据采集系统的基本任务是完成对特种设备信息的采集与处理，提供通信接口与监测中心进行通信，在监控系统中的作用举足轻重。调查研究表明，目前电梯数据采集主要存在以下几个问题：电梯种类繁多；对于同一种类的电梯有着不同的规格和生产厂商；大多不能提供标准的接口信号。上述问题的存在，给数据采集工作带来了一定的难度，从而制约了电梯监控系统的发展，成为远程监控系统的瓶颈技术之一。

发明内容

本实用新型针对目前电梯数据采集系统存在的问题，提出了一种基于DSP和FPGA的特种设备数据采集装置，以期提高设备的监测和控制水平，预防和减少事故的发生。

本实用新型考虑到电梯的实际工作情况比较复杂，采集信号中常会混有大量噪声，基于能够使上位监控系统对多种信号进行实时采集，准确地做出故障分析并采取相应的控制手段的考虑，本装置选择了DSP和FPGA相结合的控制方式，为提高数据采集的速度和精度、实现对各设备的实时数据采集、满足通用性和扩展要求提供了保障。

本实用新型的技术解决方案：其结构是FPGA EPF10K10A的信号输出/输入端分别与DSP TMS320VC、液晶显示接口、键盘接口、通信接口、与CPLD接口的信号输入/输出端对应相接；DSP TMS320VC的信号输入/输出端与数据存储器的信号输出/输入端对就相接；DSP TMS320VC的输入/输出端与程序存储器的信号输出/输入端对应相接。

本实用新型的特点是：在通讯设计中引入了FPGA可编程器件，使系统的设计更灵活。用DSP和FPGA相结合的电梯数据采集装置，实现高速采集、数据滤波处理和实时显示数据信息成为可能，也为以后采集信息量的增加提供扩展余地；由于DSP提供了强大的接口功能，使各模块之间接口实现变得简单；采用高性能的控制器和外接存储器的方式为电梯数据采集程序的编制提供方便，同时为存储足够详尽的故障信息提供保障。

附图说明

附图1是本实用新型(电梯)总体结构框图。

附图2是DSP与FPGA的接口电路。

附图3是系电梯智能数据采集装置整体程序流程图。

附图4是AD采样子程序的框图。

附图5是FPGA与上位机的RS-485通信连接图。

具体实施方式

对照附图1，其结构是FPGA EPF10K10A的第一信号输出/输入端与DSPTMS320VC的第一信号输入/输出端对应相接；FPGA EPF10K10A的第二信号输出/输入端与液晶显示接口输入/输出端对应相接；FPGA EPF10K10A的第三信号输出/输入端与键盘接口的信号输入/输出端对应相接；EPF10K10A的第四信号输出/输入端与通信接口的信号输入/输出端对应相接；EPF10K10A的第五信号输出/输入端与与CPLD接口的信号输入/输出端对应相接；DSP TMS320VC的第二信号输入/输出端与数据存储器的信号输出/输入端对就相接；DSP TMS320VC的第三信号输入/输出端与程序存储器的信号输出/输入端对应相接。

由于电梯的实际工作情况比较复杂，采集信号中常会混有大量噪声，基于能够使上位监控系统对多种信号进行实时采集，准确地做出故障分析并采取相应的控制手段的考虑，选择了DSP和FPGA相结合的控制方式，为提高数据采集的速度和精度、实现对各设备的实时数据采集、满足通用性和扩展要求提供了保障。

前端信号输入电路包括传感器检测、放大电路、滤波电路、A/D转换与电平调整电路、逻辑控制电路等。它完成对各传感器采集到的模拟信号的放大、滤波、A/D转换、电平调整等功能。A/D转换、电平调整后的输出信号和系统的开关量信号通过数据总线传输给主控制电路。

主控制电路由DSP和FPGA及其外围电路组成，是控制器的核心部分。主控制电路和前端信号输入电路通过64位的数据总线、72位的地址总线和22位的控制总线连接，通过液晶显示接口电路、键盘接口电路等与外部设备相连。FPGA和DSP联合完成前端信号输入电路A/D转换器的时钟选取、数据的计算以及相应的控制逻辑，完成对液晶屏、键盘的控制，实现与上位机的通信接口协议的管理。