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基于ARM的双路光纤数据采集系统的设计与实现

胡丰凯  
【摘要】: 光纤传感具有抗电磁干扰、灵敏度高、安全可靠、耐腐蚀、可进行分布式测量等诸多优点,是近年来国际上发展最快的高科技应用技术。光纤围栏采用分布式光纤传感技术,对一定精度范围内的突发事件进行远程和实时的监测。在军事、国防、以及民用安全防护监测方面有着重要的应用前景。本文立足于光纤围栏技术后端信号处理,设计了一套嵌入式数据采集系统。 SAGNAC光纤干涉是光纤围栏实现的常用技术之一,本文将嵌入式信号处理和光纤传感技术相结合,提出了一套针对SAGNAC光纤干涉技术后端信号处理的数据采集方案。数据采集系统采用ARM9+FPGA的架构,ARM9处理器采用了三星公司的高性能嵌入式处理器S3C2410,结合性能优异的FPGA,实现对双通道的高速同步数据采集。系统与以太网相结合,采用C/S传输模式可方便的实现现场数据采集。 本文从硬件和软件两个部分来介绍系统的实现,硬件部分重点介绍了网络通信模块、FPGA与ARM接口模块、数据采集模块的设计方案。软件部分讨论了嵌入式采集系统从底层到上层实现的每个环节,其中重点分析了当前比较流行的BOOTLOADER VIVI,指出了它的优点和不足,并对其不足之处,提出了改进的方法,对其网络功能进行了扩展。最后,本文阐述了网络通信的具体实现过程和方法,在设计时采用了多线程技术以便最大限度的发挥处理器的能力。


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