本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的遠(yuǎn)距離多節(jié)點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： FPGA Verilog HDL 多節(jié)點(diǎn) 光纖通信 數(shù)據(jù)采集

【摘要】：傳統(tǒng)的人工巡檢輸油管線抄表采集數(shù)據(jù)的方法效率低下、實(shí)時(shí)性差,已無(wú)法滿足現(xiàn)今石油管道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求。為滿足管線狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求,實(shí)現(xiàn)輸油管線多監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)距離狀態(tài)數(shù)據(jù)采集的智能化,本文基于FPGA和光纖通信技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種多節(jié)點(diǎn)串聯(lián)的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以完成對(duì)輸油管線多監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)自動(dòng)、實(shí)時(shí)的采集和傳輸,克服了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式過(guò)于依靠人力的弊端,大大降低了監(jiān)測(cè)成本,具有一定的實(shí)用價(jià)值。本文完成的主要工作有:1.介紹了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的研究背景、研究意義以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況,分析討論了現(xiàn)有的多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及其特點(diǎn)。2.系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的數(shù)據(jù)通信方式、系統(tǒng)工作原理、主控芯片三個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行具體分析,確定了光纖通信、節(jié)點(diǎn)串聯(lián)模式和使用FPGA作為主控制芯片的具體設(shè)計(jì)方案。3.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求,對(duì)系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),完成了系統(tǒng)的電源電路、FPGA配置電路、FPGA時(shí)鐘電路、通信狀態(tài)指示、外部存儲(chǔ)電路和光電轉(zhuǎn)換電路等模塊的原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)并最終研制出系統(tǒng)硬件電路板。4.系統(tǒng)的FPGA軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)軟件功能需求確定了 FPGA的軟件系統(tǒng)框架,在Quartus Ⅱ軟件下,使用自上而下的設(shè)計(jì)方法和VerilogHDL語(yǔ)言對(duì)FPGA進(jìn)行編程設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘分頻、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換以及外部RAM讀寫等功能,完成了 FPGA軟件中上級(jí)輸入數(shù)據(jù)接收緩存模塊、本節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)源接收緩存模塊和本級(jí)數(shù)據(jù)輸出模塊的設(shè)計(jì)。5.系統(tǒng)功能測(cè)試與分析。硬件電路板制成后,對(duì)各個(gè)硬件電路模塊進(jìn)行了測(cè)試,同時(shí)在Modelsim仿真軟件下,編寫Testbench對(duì)FPGA軟件功能模塊進(jìn)行功能仿真。最后搭建了一個(gè)多節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE973.6;TN929.11

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8 李e，

本文編號(hào)：1276996