磁悬浮列车车地通信系统中诊断数据采集的设计

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1、摘要摘要在信息时代的今天很多领域内需要高速、实时地采集数据信息，而诊断数据的采集对于保证整个系统的稳定运行至关重要，高速数据采集对于提高系统性能又有重要意义。本文根据上海1.5k磁悬浮试验线的实际运行情况，结合运行中出现的问题和PCI总线的特点，设计出了一种采用PCI总线结构的磁悬浮试验线通信基站参数的检测与传输系统。采集到的通信基站工作的参数通过PCI总线上送到计算机进行后面的分析、处理，实现诊断数据的高速采集。本文主要完成了磁悬浮列车车地通信系统中通信基站的诊断数据采集系统的设计。该诊断数据主要分为两个部分，第一部分是独立的一个阻抗测量单板系统，该系统主要是通过检测传感器电

2、阻值的变化来获取相关设备的工作环境的湿度数据，另一部分主要包括设备的工作电压、工作电流、环境温度以及基站的监控图像等数据。阻抗测量单板系统采用的是基于AD5933和Atmel单片机的单芯片阻抗测量解决方案，简化了系统设计的复杂度。在板上诊断数据采集部分使用ADT7302来获取电路板工作环境的温度数据，ADM1192获取电压、电流数据，使用OV7670采集基站的图像监控数据，控制部分使用FPGA和Verilog来实现SPI、I2C等总线接口的设计。鉴于图像数据数据量较大和冗余度较高，对原始图像数据采用了硬件压缩的方法来减少数据量。然后对于PCI总线做了简要的介绍与分析，并根据实际

3、的需要选用了PCI9054作为PCI总线和本地总线的桥接芯片。采集到的各种诊断数据在FPGA的逻辑控制下经过LVDS发送到PCI总线的本地总线端并经过PCI9054的桥接作用，实现了由本地数据到PCI总线数据的映射，完成了数据的高效传输要求。本文的最后对PCI设备设驱动程序设计的设计做了简单的介绍，并使用WinDriver完成了相关驱动程序的设计。在此基础上完成了对PCI板卡和阻抗测量单板系统进行了性能测试。关键词:PCI总线，PCI9054，LVDS，FPGA，AD5933IABSTRACTABSTRACTIntheinformationagetoday,theacquisi

4、tionofhigh-speedandreal-timedatawereneededinmanyareas,sodiagnosticdataacquisitionwasveryimportanttoensurethestableoperationofthewholesystem,andhigh-speeddataacquisitionhadamajorimpactonimprovingsystemperformance.Inthispaper,thesystemofdiagnosticdataacquisitionandhighdatatransmissionbasedonPC

5、Ibuswasdesignedaccordingtothe1.5kmShanghaimaglevdemonstrationandoperationlineandtheproblemwhichoccurredinitsoperation.Thedataaboutimpedance,voltage,currentandsoonwereuploadedtothecomputerthroughPCIbusandusedforanalysisinordertotomonitorcommunicationbasestationandguaranteeitsnormalwork.Thispa

6、permainlydiscussedthedesignofthediagnosticdataacquisitionsysteminthecommunicationbasestationandthissystemwasmainlydividedintotwoparts.Thefirstpartwasanindependentsystemofimpedancemeasurementonasingleboard,whichmainlyobtainedhumiditydataofrelatedequipments’workingenvironmentthroughresistancec

7、hangeofthedetectionsensor.Theotherpartmainlyincludedtheequipments’workingvoltageandcurrent,environmenttemperatureonboardandthemonitoringimagedataofbasestation.ImpedancemeasurementwasdesignedbasedonAtmelmicrocontrollerandAD5933,whichwasanainglechips