基于以太網的遠程數據采集系統

項目背景及可行性分析

項目名稱：基于以太網的遠程數據采集系統

主要內容：課題研究的基于以太網的嵌入式數據采集系統，通過設計MicroBlaze IP核，將ADC控制器，以太網控制器，以及其它I/O設備接口控制封裝成一個可運行系統，能夠簡單的對輸入的模擬數據信號進行采集，并希望將現場采集到的實時數據通過以太網直接傳送到內嵌的Web頁面上。

項目關鍵技術及創新點的論述；

項目關鍵技術：MicroBlaze IP設計，ADC驅動，模數轉換控制，網絡傳輸協議，操作系統裁減和移植

項目的創新點：將工業以太網技術、嵌入式Web Server技術、CGI技術、動態網頁技術應用于嵌入式狀態監測與故障診斷裝置中，用戶通過URL就可以隨時查看現場設備的運行情況和報警信息，與傳統監控裝置相比，提高了監控的實時性，縮短了檢修時間，節省了檢修費用，真正實現了維修制度從事故維修、定期維修向視情維修的轉變。

1. 技術成熟性和可靠性論述：

FPGA的硬件體系結構的設計大多采用高速的接口技術和總線規范，具有較高的I/O能力，這為系統能在以太網下進行高速的數據傳輸提供了良好的基礎，同時它具備很好的可編程性，編程模式簡單，并且由于FPGA具備高度的集成性，我們可以極為靈活的設計系統組成。

在數據采集方面， 當前，越來越多的通信系統工作在很寬的頻帶上，對于保密和抗干擾有很高要求的某些無線通信更是如此，隨著信號處理器件的處理速度越來越快，數據采樣的速率也變得越來越高，在某些電子信息領域，要求處理的頻帶要盡可能的寬、動態范圍要盡可能的大，以便得到更寬的頻率搜索范圍，獲取更多的信息量。因此，通信系統對信號處理前端的A/D采樣電路提出了更高的要求，即希望A/D轉換速度快而采樣精度高，以便滿足系統處理的要求。

項目實施方案

1.方案基本功能框圖及描述

用框圖的方式并加以簡單的描述簡述實施本項目的技術方案。

A/D采樣電路采集到的信號，通過信號放大器和模擬轉換器轉換成14-bit的數字信號，這其中，FPGA的作用是提供始終頻率，并且控制放大和轉換器的相互協調工作。然后將數字信號通過以太網傳送到Web服務器上面，用戶可以通過網絡實時的監控遠程的現場狀況 。

2．需要的開發平臺

本方案需要實現數據采集，采用動態的模數轉換。接口設計：IDE接口。平臺需求：Spartan 3E初級板，ModelSim，XilinxISE8.1i，EDK等。

3．方案實施過程中需要開發的模塊

具體模塊包括：

（1）邏輯設計和MicroBlaze IP模塊

（2）uclinux移植和A/D驅動模塊

（3）BOA的移植和網頁模塊

（4）TCP/IP 通訊模塊

（5）數據采集模塊

4．系統最終要達到的性能指標

用戶通過登錄互聯網，輸入設備IP，能對現場的數據進行實時監控來了解設備的運行狀況。

需要的其它資源

1.設計輸入輸出功能子板

圖象采集信號放大電路、鍵盤輸入擴展板。

2.測試設備

包括萬用表、數字示波器、邏輯分析儀等常用設備。

3．仿真、開發工具

仿真工具用Modelsim，開發工具包括ISE、Matlab等。