高速数据采集回放系统设计与实现

多模式高速数据采集系统设计与实现

６１１７３１）（电子科技大学电子工程学院，四川成都
摘要：为满足科研和实验中高速宽带信号采集的需求，设计并实现了一种的多模式高速数据采集系统。该系统以
ＦＰＧＡ为核心，以大容量ＤＤＲ２为数据缓存，利用高采样率ＡＤ实现高速采集。系统采用ＥＺ—ＵＳＢＦＸ２ＬＰ系列ＵＳＢ芯片
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄａｍｕｌｔｉ－－ｓｍｏｄｅｌｈｉｓｈ－・ｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｉｔｔｏｍｅｅｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｉ传感器
ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒ
２０１３Ｎｏ．３
第３期
多模式高速数据采集系统设计与实现
吴越，严济鸿，何子述
ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｔｓａｍｐｌｅｒａｔｅｏｆ２５０ＭＳＰＳ．ｈｅＴｓｍｐａｌｅｒａｔｅｃａｎｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｔ０ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｒａｔｅａ５００ＭＳＰＳｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｆｎｅｅｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＰＧＡ；ＵＳＢ；ＤＤＲ２；ｄａａｔａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄ

高速公路交通管理系统设计与实现

高速公路交通管理系统设计与实现近年来，中国的交通工程建设如火如荼，高速公路系统的完善让我们的出行更加便捷。

而随着车辆的增多，交通管理的重要性也逐渐凸显出来。

高速公路交通管理系统作为公路交通管理的重要组成部分，不仅能够实现对车辆和驾驶员的实时监管，还能够提高公路安全系数以及缩短交通拥堵时间，是一个现代化的、高效的公路交通管理体系。

本文将着重介绍高速公路交通管理系统的设计和实现。

一、系统设计（一）系统框架高速公路交通管理系统是一个多模块、多功能的综合管理系统，主要包括车辆定位、行为监控、数据分析及反馈等模块。

系统的整体框架如下图所示：（图1）从图中可以看出，高速公路交通管理系统主要包括三个核心部分：车载终端、地面监控管理中心和应用软件。

其中，车载终端主要用于采集车辆信息和驾驶员信息；地面监控管理中心用于监测拥堵路段、车辆经过时间等信息，并同时对监测到的信息进行分析；应用软件主要用于数据处理及反馈工作。

（二）模块功能1.车辆定位模块车辆定位模块是高速公路交通管理系统的重要组成部分，主要由GPS定位系统、无线通信模块、卫星定位系统、车载信息终端等子模块组成。

该模块的主要功能是实现对车辆定位和车速监测，同时还可以获取车辆的行驶轨迹。

2.行为监控模块行为监控模块主要用于监测驾驶员的行为及交通安全问题，主要包括驾驶员疲劳驾驶监测、驾驶员短时停顿监测、迟延起步监测等子模块。

该模块能够及时发现驾驶员的不当行为，从而提高公路交通安全系数。

3.数据分析及反馈模块数据分析及反馈模块是高速公路交通管理系统最核心的部分，主要用于对采集的数据进行汇总和分析，并通过应用软件及时反馈给相关部门和驾驶员。

二、系统实现系统实现主要包括硬件和软件两个方面。

（一）硬件实现1.车载终端车载终端是高速公路交通管理系统的重要硬件组成部分，主要由GPS定位器、高清摄像机、LED屏幕、无线通信模块等组成。

车载终端能够实时监测车辆和驾驶员的信息，并将数据通过无线通信模块实时传输到地面监控管理中心。

一种高速实时数据采集系统的设计与实现

ｇｖｎｎｄｔｉｉａｌ，ｔｅｏｔａｅｏｅｉｅｄｖｒａｄｐｌａｉｐｏｒｍｒｎｒｄｃｄｉｅｉｅａｌｎｌ．Ｆｙｈｓｆｒｆｄｖｃｒｅｎａｐｉｔｍｒｇａａｅｉｔｏｕｅ．ｗｉｃ，
（２位总线）２４Ｍ／（４总线）。３，６Ｂｓ６位１２］ＰＩ部总线一边与处理器和存储器总线接口Ｃ局
数据后置处理等功能。用以完成主机对数据采集前端送出的１６位并行数据的读取，和对传感器数据的读
取、式的转换、送｝格发ｌ】要包括以下几个功能模块：。主ＰＩ线控制器、ＩＯ缓存器（片Ｃ７４７，度Ｃ总ＦＦ一ＹＣ２５深
（ｏｌｇｆＭａｎＥｇｎｅｉｇ，ＮｏｔｗｓｅｎＰｌｔｃｎｃｌｎｖｒｉＣｌｅｏｒｅｎｉｅｒｅｉｎｒｅｔｒｏｙｅｈｉａＵｉｅｓｔｈｙ，Ｘｉａ０２，Ｃｈｎ）ｎ７１７０ｉａ
【ｂｔａｔｅｉｉｅｏｆｕｒｓｅｄｄｔａｑｉｔｎａｄｔｎｍｉｉｎｂｓｄ（Ｃ（ｅｐｅａＣｍｏｅｔＡｓｃ】Ａｄｓｎｎｍｔｄｏｓｐ＝ｐｅａａｃｕｓｉｎｒｓｓｏａｅｍＰｌＰｆｈｒｌｏｐｎｎｒｇｇｈａｉｏａｓｉ
另一边为外设扩展提供高带宽通道。这样便将外设Ｉ／Ｏ总线上移下来，不需ＣＵ介入就可进行数据传输ＰＰＩＣ总线具有高性能、使用方便、高协调性、数据完型

高速公路监控系统软件的设计与实现

高速公路监控系统软件的设计与实现一、需求分析高速公路监控系统软件的设计需求主要包括两个方面：一是实时监控高速公路上的交通情况，包括车流量、车速、车辆违章等信息；二是实时监控高速公路上的安全情况，包括交通事故、道路损坏等信息。

根据这些需求，我们需要设计一个具备数据采集、处理和显示功能的软件系统。

二、系统设计1. 数据采集高速公路上的数据主要通过传感器和监控摄像头来采集。

传感器主要用于采集车流量、车速、气象等数据，而监控摄像头用于采集车辆和交通情况的图像数据。

这些采集的数据需要通过网络上传到数据中心进行处理和存储。

2. 数据处理在数据中心，需要对采集到的数据进行处理，包括图像识别、数据分析等工作。

图像识别可以通过计算机视觉技术进行车辆和交通情况的识别，从而得到车辆的数量、车速等信息。

而数据分析可以通过统计和算法分析来得到公路上的安全情况。

3. 数据显示处理好的数据需要通过用户界面进行显示，以便相关人员对高速公路的情况进行监控和管理。

数据显示界面需要清晰直观地展示各项数据指标，并能够实时更新数据信息。

为了方便相关人员进行操作和管理，界面需要具备一定的交互性和可操作性。

三、系统实现高速公路监控系统软件的实现主要包括三个方面：数据采集系统、数据处理系统、数据显示系统。

数据采集系统需要采用传感器技术和监控摄像头技术进行数据采集和传输；数据处理系统需要具备图像识别和数据分析的算法技术；数据显示系统需要具备良好的用户界面设计和数据显示能力。

四、系统优化高速公路监控系统软件的优化主要包括两个方面：系统性能优化、用户体验优化。

系统性能优化需要不断优化数据采集、处理和显示系统的性能，提高系统的响应速度和稳定性。

用户体验优化需要不断改善用户界面的设计，提高用户对系统的使用舒适度和便利性。

1. 系统性能优化在数据采集系统中，可以采用更加先进的传感器和监控摄像头技术，以提高数据的采集速度和准确性。

在数据处理系统中，可以采用更加高效的图像识别算法和数据分析算法，以提高数据处理的速度和精度。

高速动态数据流分析与处理系统设计与实现

高速动态数据流分析与处理系统设计与实现随着互联网的迅猛发展，数据的生成与传输速度不断增加，对数据的分析与处理需求也越来越迫切。

特别是在高速网络环境下，如高速公路的智能交通监控系统、高速铁路的列车安全控制系统等领域，对于实时处理大量动态数据流的需求变得尤为重要。

因此，设计和实现高速动态数据流分析与处理系统是当前的研究热点之一。

为了满足高速动态数据流分析与处理的需求，本文将从系统设计和实现两个方面进行介绍。

首先，系统设计。

高速动态数据流分析与处理系统的设计需要考虑以下几个关键问题：1. 数据采集与传输：该系统需要实时采集网络中产生的数据，并快速、可靠地传输到后端的分析处理模块。

可以采用流传输方式，将数据流切分成较小的数据包，充分利用网络带宽。

2. 数据预处理与过滤：由于数据流速度快且大量，为了提高系统处理效率和降低资源消耗，可以对数据进行预处理和过滤。

例如，可以根据某些条件筛选数据包，过滤掉不必要的数据，减少系统的负荷。

3. 高效的存储和查询：高速动态数据流分析与处理系统处理的数据量非常庞大，因此需要采用高效的存储和查询方式。

可以选用分布式存储系统，将数据分散存储在多个节点上，提高系统的并发处理能力。

4. 实时分析与处理：该系统需要实时对数据进行分析和处理，以提取有价值的信息。

可以采用并行计算和分布式处理的方式，充分利用多核处理器和分布式计算环境的优势，提高系统的运行效率。

接下来是系统的实现。

高速动态数据流分析与处理系统的实现涉及到软硬件环境的搭建和算法的设计。

1. 硬件环境：为了实现高速数据流的采集和传输，需要选择高性能的网络设备和数据处理设备。

例如，可以采用多口千兆以太网交换机和高速网络适配器，以满足数据流的实时处理需求。

同时，还需要考虑存储设备的选择，例如使用高速硬盘阵列或者固态硬盘，以提高数据的读写速度。

2. 软件环境：在软件方面，可以选择使用流媒体服务器软件和消息队列软件来实现数据的接收、存储和传输。

高速公路交通信息采集系统设计

高速公路交通信息采集系统设计随着社会经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，交通问题逐渐成为制约国家发展的重要因素之一。

在现代城市中，交通拥堵已经成为了人们生活中的一大烦恼，而高速公路交通信息采集系统的设计，就是为了解决这个问题。

本文将从设计的背景、设计的目标和设计的方案等方面，对高速公路交通信息采集系统进行探讨。

一、设计的背景随着城市化进程的加速，人口的大规模流动和车辆的快速增加，交通拥堵的问题越来越严重。

高速公路作为重要的交通设施，承载着大量的车流和人流，但是由于车辆数量的增加，导致高速公路的交通流量越来越大，交通拥堵问题日益严重。

同时，传统的高速公路交通管理方法已经不能很好地处理复杂的交通环境，迫切需要一种新的高效交通信息处理系统来更好地管理高速公路交通。

二、设计的目标高速公路交通信息采集系统的设计的目标，是帮助交通管理部门更好地处理交通信息，实现道路交通的科学管理。

具体地说，它可以实现以下几个方面的目标：1. 实现高速公路实时监控。

利用高精度跟踪技术，通过自动化的摄像头系统，实现对道路上的行车情况进行实时监测，为交通管理者提供实时的路况数据。

2. 提高交通安全水平。

通过对道路上的交通信息进行采集和处理，及时发现各种交通违规行为，并及时进行处理，提高交通规范度和安全水平。

3. 降低耗时和物力成本。

通过智能化的高速公路交通信息采集系统，自动化的完成各种交通信息的收集和处理，降低人力资源和物资投入成本，提高道路交通的效率。

4. 实现路况预测功能。

通过对历史数据和实时采集的数据进行分析，对未来的交通情况进行预测。

为交通部门提供预测数据，帮助其更好地制定管理决策。

三、设计方案高速公路交通信息采集系统的设计中，需要解决以下几个重点问题：1. 数据采集和处理高速公路交通信息的采集和处理，是系统设计的核心和难点。

通过高精度的摄像头和相关传感器，对道路上的车辆行驶情况进行实时监测，并通过智能化算法对各种信息（如车辆数量、速度、车型、车牌等）进行采集和处理，通过智能分析技术和大数据处理技术，对采集的数据进行分析和处理，生成管理人员所需要的各类报表和图表，达到及时监管和迅速反应的目的。

多通道高速数据采集处理系统设计与实现

Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｕｔｃａｎｌａａａｑｉｉｏ；ｒａｉｒｃｓｉｇｌ —ｈｎｅ；ｄｔｃｕｓｔｎｅｔｉｉｌｍｅｐｏｅｓｎ
０引言
雷达系统的一个发展趋势是发射多种极化波形，利用阵列天线接收，以获得更多的目标信息，同时为简
化模拟系统的设计，常采用数字中频采样接收机，通因
逻辑控制核心，内含ＣＣ总线和ＬＮ口两路高速数ＰＩＩＫ据传输通道，备很强的数据预处理功能，时硬件具同ＦＦＩＯ和软件ＦＦＩＯ构成的两级缓存结构确保了系统的高速传输特性。实测数据表明该采集系统获得了较高
１５ＭＨｚａｄｔｅｒｓｌｔｎｉ４ｂｔ．Ｈａｄａｅａｄｓｆａｅｉｌｍｅｔｔｎｉｄｓｕｓｄｉｅａｌｘｅｉｎｅｕｔｓｏａｅ２ｎｈｏｕｉｓ１ｉｅｏｓｒｗｎｏｔｒｍｐｅｎａｉｉｃｓｅｎｄｔｉ．Ｅｐｒｒｗｏｓｍｅｔｓｌｈｗｔｔｈｒｓｈｔ
ＣＨＥＮＢｏ，ＬＵ — ｉｇ，ＢｉｙｎＺＨＯＵｉｍｉＺｈ — ｎ
（ｃｏｌｆｌｃｏｉＳｉｃｎｎｉｅｒｇＵＴＣａｇｈ１０３Ｃｉ）ＳｈｏｏｅｔｎｃｃｎｅａｄＥｇｅｉ，ＮＤ，ｈｎｓａ０７，ｈｎＥｒｅｎｎ４ａ
种高速输出接１，２单通道最高采样频率为１５Ｈ，１２ｚ分辨率１ｂ。讨论了系统硬件解决方案熬件逻辑实现，Ｍ４ｉｔ实测结果表

基于单片机信号采集与回放系统的设计与实现_吴宁

基于单片机信号采集与回放系统的设计与实现*吴宁1，李斌2，柴世文3（1．兰州工业高等专科学校电气工程系，甘肃兰州730050；2．兰州石化公司研究院，甘肃兰州730060）摘要：重点介绍了一种基于89C52单片机为控制核心的信号采集与回放控制系统。

该系统结合ADC0809、DAC0832数据采集模块，实现对两路外部信号进行采集、存储及回放。

系统模拟部分主要包括信号调节电路和A/D模块等：软件部分主要由主程序和子程序模块组成，主要实现了A/D转换器的启动与及对采样数据的存储，频率及幅值的计算，按键及显示屏的控制。

该系统经过测试实验，能耗低，性价比高，具有较高的实际应用价值。

关键词：信号采集与存储；信号复现；信号调节；回放系统中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1007－4414（2011）06－0121－03The design and implementation of signal acquisition and playbacksystem based on microcontrollerWu Ning1，Li Bin2，Chai Shi－wen3（1．Electrical engineering department，Lanzhou polytechnic college，Lanzhou730050，China；2．Research institute of Lanzhou petrochemical corporation，Lanzhou730060，China；3．Gansu academy of mechanical science，Lanzhou Gansu730030，China）Abstract：This paper proposed a signal acquisition and playback control system based on89C52as the control unit．The sys-tem associated with ADC0809and DAC0832to achieve the two external signal acquisition，storage and playback．The analog section of the system included signal adjusting circuit and A/D module．The function of software modules consisted of main program and subroutine．It realized the start of the A/D converter，the sampling data storage，the calculation of the frequency and amplitude，the control of the buttons and display．The system has been tested to prove low energy consumption，cost－ef-fective and high practical value．Key words：signal capture and storage；signal reproduction；signal conditioning；playback system1引言很多工业现场中的电气设备在发生故障时，由于环境限制或是故障原因复杂，无法有效对系统故障进行在线的分析和判别，如果能够记录下故障设备产生的信号，再通过网络进行专家判别，将更利于系统的快速恢复与故障排除。