远距离多通道数据采集控制系统

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本文根据某研究所爆炸冲击波场多参数测试的项目需求,针对当前爆炸场测量中存在通用测试系统布设不便、存储测试系统需要回收读数的问题,综合运用了数据采集技术、存储测试技术与无线和光纤通信技术,设计了一种用于爆炸场的远距离多通道数据采集系统。准确测量爆炸产生的各种冲击波超压、振动、时间等参量,可以为爆炸武器研制过程中的爆炸类型判别、威力对比、性能评价提供依据,对我国国防建设具有重要意义。本测试系统主要由现场测试装置和主控台组成,两者之间是由光纤或无线进行通信的。本文主要介绍系统主控台的硬件电路和软件设计与实现。硬件主要由以下几部分组成:采集控制电路,无线通信设备、光纤通信设备和计算机等。采集控制电路部分采用可编程逻辑器件(CPLD)作为控制核心,采用VHDL硬件描述语言在ISE9.1开发环境下编程实现对光纤数据采集的控制;本文运用了无线和光纤两种通信方式,适用于不同的测试场合。无线传输技术在系统中的应用主要是测试前对测试装置的参数设置、触发控制和测试后数据回读,而对于无线通信不便的情况下使用光纤通信进行实时传输数据;而计算机主要是整个系统的控制平台。系统上位机软件是在美国国家仪器(NI)公司的软件LabVIEW8.2开发环境中设计的,对数据采集系统控制面板和框图进行了设计,实现了数据采集控制、波形显示和数据的分析处理的功能,界面友好、直观;实验结果表明,利用无线和光纤传输技术设计的数据采集控制系统,实现了远距离控制与多通道采集,采样率完全达到了课题所要求的1MHz,同时也证明了论文所选方案的可行性和实用性。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
第一章 绪论第10-16页
    1.1 课题研究背景及意义第10-11页
    1.2 国内外研究现状第11-14页
        1.2.1 存储测试技术的研究现状第11-12页
        1.2.2 数据采集系统的发展及现状第12-13页
        1.2.3 遥测系统的发展第13-14页
    1.3 本论文的主要内容和章节安排第14-16页
第二章 总体方案第16-24页
    2.1 系统技术指标第16页
    2.2 方案设计思想第16-17页
    2.3 系统结构组成及主要工作原理第17-19页
    2.4 主控台各功能模块的设计方案第19-23页
        2.4.1 主控模块第19-20页
        2.4.2 无线通信模块第20-21页
        2.4.3 光纤通信模块第21-22页
        2.4.4 采集控制电路模块第22页
        2.4.5 触发模块第22-23页
        2.4.6 电源及管理模块第23页
    2.5 本章小结第23-24页
第三章 控制单元设计第24-49页
    3.1 CPLD 控制模块设计第24-33页
        3.1.1 CPLD 的选型第24-25页
        3.1.2 EDA 技术及 CPLD 设计流程第25页
        3.1.3 工作原理及电路第25-29页
        3.1.4 各功能模块的设计与仿真第29-33页
    3.2 数字量 I/O 卡与 CPLD 的控制设计第33-36页
    3.3 触发模块设计第36-37页
    3.4 无线通信模块设计第37-46页
        3.4.1 工作原理第37-39页
        3.4.2 无线模块的选用及特性第39-42页
        3.4.3 接口设计第42-44页
        3.4.4 天线的选用第44-46页
    3.5 电源管理模块第46-47页
    3.6 本章小结第47-49页
第四章 电磁兼容设计第49-60页
    4.1 电磁兼容概述第49页
    4.2 PCB 中的电磁兼容设计第49-53页
        4.2.1 线路板的电磁辐射第50-51页
        4.2.2 PCB 板的布局布线第51-53页
    4.3 结构的电磁屏蔽设计第53-58页
        4.3.1 屏蔽原理第53-56页
        4.3.2 不完整的屏蔽效能第56-58页
    4.4 本章小结第58-60页
第五章 系统软件设计第60-70页
    5.1 LABVIEW 简介及相关技术介绍第60-61页
    5.2 系统软件的功能要求第61-63页
    5.3 系统软件功能的实现第63-69页
        5.3.1 数据采集模块第64-65页
        5.3.2 数据存储模块第65-68页
        5.3.3 数据分析与处理模块第68-69页
    5.4 本章小结第69-70页
第六章 系统的功能测试第70-76页
    6.1 电路调试第70页
    6.2 无线通信测试第70-73页
    6.3 光纤通信测试第73-75页
    6.4 本章小结第75-76页
第七章 结论第76-78页
    7.1 论文主要工作总结第76页
    7.2 本文的创新点击及后期展望第76-78页
参考文献第78-81页
攻读硕士期间发表的论文及研究成果第81-82页
致谢第82页
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