[实用新型]一种基于FPGA的多源数据采集模块

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的多源数据采集模块，属于多源数据采集技术领域，包含包含GPS转接板、FPGA核心板、接口板和电源板，所述FPGA核心板包含高稳晶振模块、FPGA主控模块、USB传输模块、串口模块、数据处理中心、USB接口、千兆网接口和HDMI接口，所述接口板包含惯性导航单元、倾角传感器、编码器、AD采集模块、位移传感器、温度传感器、激光位移传感器，本实用新型以FPGA为主控芯片，以英伟达TX2为核心数据处理单元，利用高稳晶振、结合GPS输出的输出的PPS脉冲和NEMA数据建立高精度时间基准，通过控制AD采样频率实现位移传感器、温度传感器、激光位移传感器等多传感器数据的高精度实时同步采集。

技术领域

本实用新型属于多源数据采集技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的多源数据采集模块。

背景技术

多源异构数据的高精度同步采集是轨道动静结合检测系统中的关键技术之一。轨道动静结合检测系统是以惯性测量系统为核心测量单元，并辅以全站仪、GPS、轨距、倾角、里程计、轨枕识别等多类高精度传感器，实现铁路轨道几何尺寸的快速检测，随着高铁的迅猛发展，列车的速度不断提高在列车提速的同时，会对铁轨造成更大的伤害，铁路轨道会发生形变，磨耗等现象，而轨道结构的各个部件产生的形变都会直接或间接影响列车运营的平稳性和安全性。由于轨道动静结合快速检测系统的动态测量模式，测量速率快，采样频率高，大量多源数据需要同步采集、处理与存储，并实时上传至控制中心，用于后续综合解算，因此，对多源数据采集模块提出了更高的性能需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于FPGA的多源数据采集模块，该模块以FPGA为主控芯片，以英伟达TX2为核心数据处理单元，利用高稳晶振、结合GPS输出的输出的PPS脉冲和NEMA数据建立高精度时间基准，通过控制AD采样频率实现位移传感器、温度传感器、激光位移传感器等多传感器数据的高精度实时同步采集。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于FPGA的多源数据采集模块，包含GPS转接板、FPGA核心板、接口板和电源板，所述GPS转接板、接口板分别与FPGA核心板连接，所述电源板分别与GPS转接板、FPGA核心板和接口板连接；

所述FPGA核心板包含高稳晶振模块、FPGA主控模块、USB传输模块、串口模块、数据处理中心、USB接口、千兆网接口和HDMI接口，所述高稳晶振模块与FPGA主控模块连接，所述FPGA主控模块分别经过USB传输模块、串口模块连接数据处理中心，所述USB接口、千兆网接口和HDMI接口分别与数据处理中心连接；

所述接口板包含惯性导航单元、倾角传感器、编码器、AD采集模块、位移传感器、温度传感器、激光位移传感器，所述位移传感器、温度传感器、激光位移传感器分别与AD采集模块连接，所述惯性导航单元、倾角传感器、编码器、AD采集模块分别与FPGA主控模块连接。

作为本实用新型一种基于FPGA的多源数据采集模块的进一步优选方案，所述FPGA主控模块采用Xilinx公司的Artix-7系列FPGA为主控芯片。

作为本实用新型一种基于FPGA的多源数据采集模块的进一步优选方案，所述数据处理中心采用NVIDIA公司的JetsonTX2。

作为本实用新型一种基于FPGA的多源数据采集模块的进一步优选方案，所述AD采集模块包含模拟信号调理电路和AD转换芯片，所述位移传感器、温度传感器、激光位移传感器分别依次经过模拟信号调理电路和AD转换芯片连接FPGA主控模块。

作为本实用新型一种基于FPGA的多源数据采集模块的进一步优选方案，所述AD转换芯片的型号为AD7689。

作为本实用新型一种基于FPGA的多源数据采集模块的进一步优选方案，所述USB传输模块的芯片型号为XY7C68013。