[实用新型]一种道路普查多传感器同步控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子测控及移动测量领域，具体地指一种道路普查多传感器同步控制装置。

背景技术

道路的普查主要包括道路路面裂缝检测、路面平整度及路旁的基础设施等科目。通常的道路普查办法是依靠大量人力进行，调查工作费时费力，并且后期数据整理、成图、储存和管理是一个问题，还存在数据不全面、精度不够、不够系统化的缺点；同时，普查的数据的更新也得不到保障，无法满足道路普查对于数据时效性和高精确性的需求。当前的公路检测车同步控制装置采用工控机、AD采集卡、GPS板卡、串口扩展卡以及同步控制电路板组成，体积较大、接线复杂、成本较高，不利于小体积一体化集成。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术的不足，提供了一种体积小、重量轻且成本低的道路普查多传感器同步控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型所设计的道路普查多传感器同步控制装置，其特殊之处在于：包括集成在一个多层PCB板上的FPGA同步控制电路、高稳晶振电路、GPS授时电路、多传感器信号调理电路、串口同步数据传输电路、AD转换电路、相机与闪光灯触发电路、工业计算机和为装置中各电路供电的电源电路，所述FPGA同步控制电路数据输入接口分别与多传感器调理电路、高稳晶振电路和GPS授时电路连接，所述多传感器信号调理电路包括CCD相机、车轮编码器、激光测距机和加速度计对应的输出信号调理电路，其中，激光测距机和加速度计的输出信号经调理电路调理后通过AD转换电路与FPGA同步控制电路连接，所述串口同步数据传 输电路和相机与闪光灯触发电路分别与FPGA同步控制电路的数据输出接口连接，所述串口同步数据传输电路与工业计算机连接。优选地，本设计采用6层PCB。

进一步地，所述FPGA同步控制电路包含一个FPGA芯片、一个EEPROM模块、一个实时时钟芯片电路及配置芯片电路。

更进一步地，所述同步数据传输电路包括RS-232电路和USB电路，所述RS-232电路和USB电路分别通过数据接口与FPGA同步控制电路和工业计算机连接。

再进一步地，所述GPS授时电路为LEA-6R GPS模块。

再进一步地，所述高稳晶振电路包括一个高稳定10MHz石英晶振。

再进一步地，所述AD转换电路为16位高精度AD芯片，所述基准稳压电源电路与AD转换电路连接。

再进一步地，所述工业计算机为RB910工业计算机。

优选地，所述高稳晶振输出管脚和FPGA的F11管脚连接，所述GPS模块的11、19管脚和FPGA的J16、H16管脚连接，实时时钟芯片的5、6、7管脚和FPGA的J12、J14、K14管脚连接。利用GPS的PPS脉冲和NEMA数据以及高稳石英晶体，实现高精度的时钟基准建立，精度可达20ns。

优选地，所述16位高精度AD芯片的3管脚与基准稳压电源电路的高精度电压基准源芯片的6管脚连接，FPGA芯片的E15、F15、E16、G16管脚与16位高精度AD芯片的11、12、13、14管脚连接。利用FPGA控制16位高精度AD芯片，实现加速度计、激光测距机以及编码器脉冲等数据的高精度同步采集。

优选地，所述USB电路包括USB控制芯片，所述USB控制芯片的16位并行数据输入管脚、标志位以及读写控制管脚与FPGA芯片管脚连接，USB控制芯片的8、9管脚经过电涌保护芯片与工业计算机端连接，FPGA芯片的H13、G13、F14、D14与RS232芯片的9、10、11、12连接，RS232芯片的7、8、13、14管脚经过磁珠、双向ESD保护二极管与工业计算机端连接，利用FPGA控制USB芯片，实现多传感器数据的高速实时上传。

本实用新型的优点在于：本实用新型同步控制采用一块6层PCB板设计，该同步控制板以FPGA为控制核心，集成多通道16位高速AD采集电路、USB数据通信接口、多路串口、GPS电路、高稳石英晶体、相机触发电路、闪光灯触发电路、传感器信号调理电路。由于将上述电路高密度地集成于一块多层PCB板，使得本实用新型：

1)不需要安装AD采集卡以及串口扩展卡，有效减小了同步控制装置的体积及重量；

2)不需要采购AD采集卡、串口扩展卡，大大降低了同步控制装置的成本；

3)采用单块电路板实现多传感器集成及同步控制，减少了模块之间的连线，降低了连线的复杂程度，大大提高了系统的可靠性；

4)以FPGA为主控芯片，USB作为数据通信接口，显著提高了数据通信的速度；