高精度数据采集及网络传输方案

应用背景

当前，越来越多的领域要求高精度数据采集、A/D转换以及实时处理功能，尤其是物探分析、环境监测、医疗设备、工业控制等领域。传统的基于MCU的数据采集、A/D转换方案，无论是系统体积、系统功耗、系统数据采集精度以及系统处理能力等方面都不尽如人意，因此，迫切需要一种能以较低的功耗和体积，实现高精度的数据采集、高性能的系统处理能力的嵌入式解决方案。

北京恒颐高科技术有限公司作为专业的嵌入式应用开发商和方案提供商，针对行业用户的不同需求，提供高性价比的系统设计，帮助用户实现最优的高精度数据采集及网络传输方案。

应用场合

高精度数据采集及网络传输方案适用于以下场合：
＊石油、地质勘探行业的数据采集系统
＊高速、高精度和多参数综合测试系统
＊环境监测系统
＊工业控制领域

方案介绍

该方案采用32位高性能嵌入式ARM处理器，设计灵活、可编程逻辑器件FPGA作为协处理器，24位高精度的A/D转换器，并设计多路串口与网络接口，运行Linux操作系统。面向石油勘探、环境监测、工业控制等行业，对数据进行采集处理和网络传输。

系统结构如图所示：

ARM通过FPGA控制高精度A/D采样信号，数据采集过程中通过FPGA内部的比较电路自动调整增益放大器增益倍数，极大提高了对微弱信号的分辨能力。ARM在系统中的作用主要是将A/D转换后的数据在传输到上位机之前，进行数据整理、标记、打包以及数据预处理，以提高数据精度，同时ARM还要完成对时序、触发、DMA中断请求作出相应的处理。

优势与技术突破

数据采集采用24位精度ADC，由ARM通过FPGA控制，利用FPGA的时序严格、速度较快、可编程性好等特点，将可能需要的各种控制和状态信号引入FPGA，利用FPGA的大容量和现场可编程的特性，根据不同的要求进行现场修改，增大了系统设计的成功率和灵活性。同时，ARM对数据的预处理极大地提高了数据的精度。在PCB布线时认真考虑了滤波、接地和合理的信号走线，提高了数据采集的可靠性。

恒颐成功案例

＊石油勘探行业数据采集终端
＊环境监测站