1、概述
本單元完成制動剎車穩態載荷譜和制動動態載荷譜采集，實現傳感器信號采集、處理，根據工況的選擇存儲（以代表作動的位移信號，作為存儲觸發），并通過總線實現與車輛、試驗臺及其專用顯示屏的連接，滿足臺架試驗和裝車使用等目的。
本單元有數據采集器(DAU)以及采集數據處理計算機(ACC)共同組成。DAU負責數據的采集，ACC負責將數據放入數據庫中存儲并將數據處理成載荷譜的形式。DAU和ACC可以通過多種形式進行數據傳輸。ACC通過以太網與主控計算機連接。
2、采集單元要求
2.1 DAU功能及指標要求
1.采集器直接安裝在被測車輛上，控制管理各種調理設備及測試部件，為測試部件供電，發送控制命令，接收、匯總數據，或直接為傳感器提供激勵、調理，完成多種參數的同步采集、數據融合、存儲、處理，獨立完成測試任務。
2.應用國際通用的成熟產品進行系統集成。具備低功耗、抗震、耐高低溫的特點。防護等級IP65。
3.工作環境溫度：-43～120℃。整套系統應滿足全車電磁兼容要求，滿足GJB151A-97的有關規定。
4.采集器程序執行過程中，采集數據、數據存儲為最高級別，可以中斷其他的執行過程優先執行。命令接收為次高級，其他過程按順序執行。
5.模擬量采集通道為24路，數字量通道16路，頻率信號4路。其中各模擬量采集通過的速率≥1kHz。
6.車載數據采集器長期裝車使用，數據除可實時回傳ACC外，在內部保存一套完整的數據記錄，數據在存儲器內以追加的方式保存。存儲器選擇電子硬盤
7.具有三種數據導出方式。電子硬盤直接讀取；USB接口；以太網接口；wifi接口。
2.2 ACC功能要求
1.讀取DAU內的數據，并建立原始采樣數據庫，對收集到得實車道路試驗數據進行管理。
2.按照算法對原始數據進行計算，得到載荷譜數據。
3.對載荷譜數據建立譜數據庫。
4.通過以太網與主控計算機進行通信。
2.3 傳感器說明
采集的信號類型如下表。
傳感器即信號調理模塊安裝在動力艙內，其應滿足多灰塵、油污、泥水的惡劣環境，防護等級IP65。
抗震能力：傳感器與制動器的連接、安裝應牢固，連線的布置應可靠，滿足履帶車輛各種復雜路況的使用要求。
3、系統概述
3.1 用戶需求技術指標
1、 信號：24路模擬量
2、 采樣率：1KHz，單通道
3、 數據輸出接口：以太網接口
4、 信號放大，多路轉換，AD轉換
5、 提供絕對時間，可與地面時間進行校準，即數據帶時標
6、 數據保存功能，板載存儲器。
3.2系統結構框圖及說明
整個系統分為功能卡和信號調理卡兩大部分。功能卡用于采樣、存儲、發送數據，信號調理卡用于將傳感器的小信號隔離、放大，供采集模塊采集，整個系統可以放入特定工裝中增加保障措施加以特殊保護。
具體的硬件邏輯功能框圖如下：
基于用戶需求結合以往的設計開發經驗擬采取DSP+FPGA的體系結構。
功能板卡采取DSP+FPGA的體系結構(該方案的可行性、穩定性已經在多個軍用項目中的到了驗證)。DSP作為主處理器完成信息處理管理等功能，FPGA實現各個部件的時序控制。輸入信號為信號，為2～50mV的電壓信號，因此需要增加調理電路，實現信號的放大、濾波，采樣保持；采樣率1kHz，可以選擇掃描A/D轉換器的方式實現。
數據輸出端口為串行通訊方式，可以在FPGA內部實現。
提供絕對時間功能，通過在板卡上放置時鐘芯片來實現或者通過串口讀取外部始終模塊提供的參考時鐘。
通過上述分析，本設計中功能板卡由DSP管理器模塊、FPGA時序控制模塊、信號調理模塊、A/D轉換模塊、通訊模塊和存儲模塊六部分組成。存儲卡采用Nand Flash大容量存儲芯片實現數據存儲。
微信客服
微信公眾號