發(fā)布時(shí)間：2022-10-04 14:51

　　隨著航天航空測(cè)控技術(shù)的發(fā)展,工作在飛行器內(nèi)部的采編設(shè)備數(shù)量也隨著增加,導(dǎo)致測(cè)試電纜和連接器占據(jù)了大量空間,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線已經(jīng)無(wú)法滿足顯著提高的系統(tǒng)吞吐量。分析了目前數(shù)據(jù)采集設(shè)備的各項(xiàng)功能指標(biāo)后,并結(jié)合RS-485具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單、傳輸速度快、傳輸距離長(zhǎng)、易于安裝等特性,本文提出一種基于RS-485總線網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)字采編系統(tǒng),以滿足目前數(shù)據(jù)總線小型化、高速化設(shè)計(jì)需求,對(duì)降低飛行器重量,精簡(jiǎn)電纜有重要意義。數(shù)據(jù)總線技術(shù)普遍用于航天器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),本文首先分析了常見(jiàn)的總線技術(shù),然后針對(duì)項(xiàng)目涉及的技術(shù)要求搭建了基于RS-485總線網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)字采編系統(tǒng),規(guī)定了主節(jié)點(diǎn)和多個(gè)子節(jié)點(diǎn)的查詢/響應(yīng)方式,設(shè)計(jì)了以FPGA為控制核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、編幀和打包轉(zhuǎn)發(fā)的總體方案。以標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化為設(shè)計(jì)原則,對(duì)采編系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分,提出了三種模塊:RS-485總線通訊模塊、以太網(wǎng)接口模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊。詳細(xì)介紹了每種模塊的實(shí)現(xiàn)原理,給出了硬件設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果。通過(guò)在頂層設(shè)計(jì)中對(duì)各模塊的調(diào)用搭建了總線網(wǎng)絡(luò)采編系統(tǒng),包括主節(jié)點(diǎn)和31個(gè)采編子節(jié)點(diǎn)。制訂了總線通信協(xié)議,介紹了多路模擬量的采集和編幀格式,將子節(jié)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 數(shù)據(jù)總線技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排
2 總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)需求分析
    2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.3 模塊化設(shè)計(jì)
        2.3.1 RS-485 總線通訊模塊
        2.3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊
        2.3.3 千兆以太網(wǎng)接口模塊
        2.3.4 測(cè)試軟件模塊
    2.4 本章小結(jié)
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 硬件系統(tǒng)總體概述
    3.2 FPGA控制模塊設(shè)計(jì)
    3.3 RS-485 總線接口設(shè)計(jì)
    3.4 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.5 千兆以太網(wǎng)模塊
        3.5.1 以太網(wǎng)物理層模型
        3.5.2 千兆以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)
    3.6 系統(tǒng)供電模塊設(shè)計(jì)
    3.7 節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)
    3.8 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證
    4.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊的軟件設(shè)計(jì)
        4.1.1 ADS1258 寄存器
        4.1.2 ADS1258 控制程序功能仿真
    4.2 RS-485 總線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 總線網(wǎng)絡(luò)查詢/響應(yīng)模式設(shè)計(jì)
        4.2.2 RS-485 通信軟件仿真
    4.3 以太網(wǎng)模塊的軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 TCP/IP協(xié)議
        4.3.2 以太網(wǎng)控制模塊軟件設(shè)計(jì)
        4.3.3 以太網(wǎng)接口仿真
    4.4 通信協(xié)議設(shè)計(jì)
        4.4.1 RS-485 總線通信協(xié)議設(shè)計(jì)
        4.4.2 上位機(jī)通信協(xié)議設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)功能測(cè)試
    5.1 上位機(jī)軟件測(cè)試
        5.1.1 以太網(wǎng)通訊測(cè)試
        5.1.2 以太網(wǎng)傳輸性能測(cè)試
    5.2 基于RS-485 網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)字采編系統(tǒng)總體測(cè)試
        5.2.1 系統(tǒng)總體搭建
        5.2.2 系統(tǒng)通信功能測(cè)試
        5.2.3 采集功能測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 所做工作的總結(jié)
    6.2 下一步工作建議與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于485總線的高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 盧超,梁爍,嚴(yán)帥,王智友,張會(huì)新.  電子器件. 2018(06)
[2]航天器用1553B總線電纜網(wǎng)總裝過(guò)程質(zhì)量控制方法研究[J]. 張凱,吳麗芳,張生勇,劉珽.  質(zhì)量與可靠性. 2018(05)
[3]軍工現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望[J]. 劉文怡.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(07)
[4]航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)分析研究[J]. 孫勝旺.  山東工業(yè)技術(shù). 2018(14)
[5]淺析汽車CAN數(shù)據(jù)總線工作原理[J]. 譚克誠(chéng),宛東.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2018(09)
[6]一種通道可擴(kuò)展的堆疊式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 盧振國(guó),王紅亮,胡曉峰.  中國(guó)測(cè)試. 2018(03)
[7]基于1553B總線的再入遙測(cè)系統(tǒng)[J]. 李智中,金文,王小琿.  遙測(cè)遙控. 2018(01)
[8]基于FPGA的SPI Flash配置存儲(chǔ)器復(fù)用的實(shí)現(xiàn)[J]. 陳燕文,韓焱,徐磊,莫璧銘.  測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]基于Xilinx Spartan6的復(fù)用SPI FLASH儲(chǔ)存企業(yè)LOGO及其顯示方法[J]. 李明.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2016(04)
[10]基于FPGA的Ethernet Powerlink通信節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 梁綏澤,朱同文.  無(wú)線互聯(lián)科技. 2015(07)

博士論文
[1]基于Agent的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 周劍嵐.華中科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于以太網(wǎng)傳輸?shù)臎_擊波超壓測(cè)試系統(tǒng)研究[D]. 秦泗超.中北大學(xué) 2018
[2]基于FPGA的多路信號(hào)源研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉琪.西安工程大學(xué) 2018
[3]多通道高精度數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)[D]. 李靜.電子科技大學(xué) 2018
[4]某型號(hào)電源模塊小型化微組裝關(guān)鍵工藝技術(shù)研究[D]. 李棟.北華航天工業(yè)學(xué)院 2018
[5]一種無(wú)主多點(diǎn)光纖現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)及通訊協(xié)議的研究與設(shè)計(jì)[D]. 王曉露.浙江大學(xué) 2018
[6]基于WLAN的節(jié)點(diǎn)地震儀數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 文曉哲.吉林大學(xué) 2017
[7]雙差分線接收器的設(shè)計(jì)研究[D]. 李露.西安電子科技大學(xué) 2017
[8]總線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高金轉(zhuǎn).中北大學(xué) 2017
[9]基于RS485的多點(diǎn)傳感器采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 劉喜增.湘潭大學(xué) 2017
[10]基于電力載波的智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 栗永勝.杭州電子科技大學(xué) 2017



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