基于以太网的远程数据采集系统

项目背景及可行性分析

项目名称：基于以太网的远程数据采集系统

主要内容：课题研究的基于以太网的嵌入式数据采集系统，通过设计MicroBlaze IP核，将ADC控制器，以太网控制器，以及其它I/O设备接口控制封装成一个可运行系统，能够简单的对输入的模拟数据信号进行采集，并希望将现场采集到的实时数据通过以太网直接传送到内嵌的Web页面上。

项目关键技术及创新点的论述；

项目关键技术：MicroBlaze IP设计，ADC驱动，模数转换控制，网络传输协议，操作系统裁减和移植

项目的创新点：将工业以太网技术、嵌入式Web Server技术、CGI技术、动态网页技术应用于嵌入式状态监测与故障诊断装置中，用户通过URL就可以随时查看现场设备的运行情况和报警信息，与传统监控装置相比，提高了监控的实时性，缩短了检修时间，节省了检修费用，真正实现了维修制度从事故维修、定期维修向视情维修的转变。

FPGA的硬件体系结构的设计大多采用高速的接口技术和总线规范，具有较高的I/O能力，这为系统能在以太网下进行高速的数据传输提供了良好的基础，同时它具备很好的可编程性，编程模式简单，并且由于FPGA具备高度的集成性，我们可以极为灵活的设计系统组成。

在数据采集方面， 当前，越来越多的通信系统工作在很宽的频带上，对于保密和抗干扰有很高要求的某些无线通信更是如此，随着信号处理器件的处理速度越来越快，数据采样的速率也变得越来越高，在某些电子信息领域，要求处理的频带要尽可能的宽、动态范围要尽可能的大，以便得到更宽的频率搜索范围，获取更多的信息量。因此，通信系统对信号处理前端的A/D采样电路提出了更高的要求，即希望A/D转换速度快而采样精度高，以便满足系统处理的要求。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

用框图的方式并加以简单的描述简述实施本项目的技术方案。

A/D采样电路采集到的信号，通过信号放大器和模拟转换器转换成14-bit的数字信号，这其中，FPGA的作用是提供始终频率，并且控制放大和转换器的相互协调工作。然后将数字信号通过以太网传送到Web服务器上面，用户可以通过网络实时的监控远程的现场状况 。

2．需要的开发平台

本方案需要实现数据采集，采用动态的模数转换。接口设计：IDE接口。平台需求：Spartan 3E初级板，ModelSim，XilinxISE8.1i，EDK等。

3．方案实施过程中需要开发的模块

具体模块包括：

（1）逻辑设计和MicroBlaze IP模块

（2）uclinux移植和A/D驱动模块

（3）BOA的移植和网页模块

（4）TCP/IP 通讯模块

（5）数据采集模块

4．系统最终要达到的性能指标

用户通过登录互联网，输入设备IP，能对现场的数据进行实时监控来了解设备的运行状况。

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

图象采集信号放大电路、键盘输入扩展板。

2.测试设备

包括万用表、数字示波器、逻辑分析仪等常用设备。

3．仿真、开发工具

仿真工具用Modelsim，开发工具包括ISE、Matlab等。