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).pdf

1、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.

2、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

3、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QuartusⅡ軟件下，使用自上而下的設(shè)計(jì)方法和Verilog HDL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