本發(fā)明涉及到實驗室設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
DDS信號發(fā)生器采用直接數(shù)字頻率合成(Direct Digital Synthesis，簡稱DDS)技術(shù)，把信號發(fā)生器的頻率穩(wěn)定度、準確度提高到與基準頻率相同的水平，并且可以在很寬的頻率范圍內(nèi)進行精細的頻率調(diào)節(jié)。采用這種方法設(shè)計的信號源可工作于調(diào)制狀態(tài)，可對輸出電平進行調(diào)節(jié)，也可輸出各種波形。
一直以來信號及參數(shù)的設(shè)定后都是通過儀器自身的LCD屏幕來顯示相應(yīng)的波形曲線，相關(guān)實驗及檢測人員只能在機器本地觀察圖形界面，隨著移動辦公及數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)男枰?，該種工作模式存在了一些問題：
1、沒有考慮到實驗室設(shè)備在移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀況下數(shù)據(jù)的實時、安全、高速的信息交互要求。不滿足數(shù)據(jù)的安全傳輸、存儲、訪問要求。
2、信號發(fā)生器通信接口大多采用私有通信協(xié)議，并兼容性差，不滿足互聯(lián)互通互操作性要求。
3、不能同時支持多格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算法單一、記錄自動生成、數(shù)據(jù)判別與處理、在線自診斷、程序自動更新、運行管理智能化程度及數(shù)據(jù)安全性不夠。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置，其包括主CPU板(1)、至少一個串口擴展板(2)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(3)、安全模塊(4)、電源模塊(5)、狀態(tài)顯示板(6)、顯示輸出模塊(7)和總線底板(8)；
所述主CPU板(1)、串口擴展板(2)、無線通訊模塊(3)、安全模塊(4)、電源模塊(5)、狀態(tài)顯示板(6)和顯示輸出模塊(7)均連接到總線底板(8)的底板總線上。
較佳地，總線底板(8)上設(shè)置4個串口擴展板(2)插槽，所述串口擴展板(2)插在總線底板(8)上，所述串口擴展板(2)包括一個微控制器和3個UART口。
較佳地，所述安全模塊(4)包括安全通信子模塊和安全存儲子模塊。
較佳地，所述狀態(tài)顯示板通過led燈顯示電源狀態(tài)、裝置工作狀態(tài)、各個CPU工作狀態(tài)及以太網(wǎng)、串口、CAN網(wǎng)通信狀態(tài)。
較佳地，所述總線底板(8)包括一個支持linux命令的JTAG調(diào)試口，所述JTAG調(diào)試口與主CPU板(1)、串口擴展板(2)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(3)、安全模塊(4)、電源模塊(5)、狀態(tài)顯示板(6)、顯示輸出模塊(7)、總線底板(8)之間通過PCT高速數(shù)據(jù)總線連接。
較佳地，所述CPU板(1)采用基于ARM CortexTM-A8內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的嵌入式芯片DM3730。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明提供的DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置通過模塊化設(shè)計，設(shè)置基于嵌入式系統(tǒng)，考慮多種有線無線通信組合，配置專用的安全模塊，支持程序的自動更新、遠程組網(wǎng)配置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換的智能化。
當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置組成示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實施例的DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置包括CPU板1、串口擴展板2、無線通訊模塊3、安全模塊4、電源模塊5、狀態(tài)顯示板6、顯示輸出模塊7、總線底板8。
所述主CPU板1采用基于ARM CortexTM-A8內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的嵌入式芯片DM3730，DM3730是面向高性能、低功耗、小體積的通信設(shè)備而開發(fā)的處理器，利用內(nèi)嵌通信處理單元，引出出口控制器，串口控制器，并輔以大規(guī)模FPGA可編程芯片，主CPU板1和其它模塊之間使用PCT高速數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。有定制的bootlold，linux kernel和文件系統(tǒng)搭建嵌入式操作系統(tǒng)，在DM3730和linux組成的嵌入式系統(tǒng)上運行，自主開發(fā)的應(yīng)用程程序，實現(xiàn)智能處理、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲、安全訪問功能。
所述串口擴展板2插在總線底板8上，總線底板8上設(shè)計4個串口擴展板2插槽，根據(jù)需求配置串口擴展板2個數(shù)，串口擴展板2采用芯片解決方案，每個串口擴展板2采用一片F(xiàn)reescale的MCF52234Coldfire微控制器自帶CAN2.0B控制器,3個又UART口，MCF52234通信100M以太網(wǎng)與主CPU板1組成局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)高速共享每塊串口擴展板2，設(shè)計引出兩個RS232口，一個RS485口，一個CANBUS總線口,加設(shè)安全防護。
所述安全模塊4包括安全通信子模塊和安全存儲子模塊，實現(xiàn)安全存儲數(shù)據(jù)加解密，雙向身份認證訪問控制等安全功能。
所述安全通信子模塊分為3個層次；
(1)通訊傳輸層：通信傳輸層將底層各類通信設(shè)備操作進行封裝，為上層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)收發(fā)接口；
(2)安全層：負責(zé)數(shù)據(jù)加解密，安全協(xié)議解析，報文調(diào)度，與主站設(shè)備進行雙向身份認證，以及安全層自身的密鑰管理，密鑰協(xié)商，配置管理與監(jiān)測或?qū)徲嫞?/p>
(3)應(yīng)用解析層：接收原始應(yīng)用數(shù)據(jù)，運行應(yīng)用規(guī)約解析、原始應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、級標準化封裝、處理完成后送與安全長進行加密封裝。
所述電源模塊5采用抗干擾能力強的開關(guān)電源組成，接入220V交交直流電壓，為裝置提供工作電源。
所述狀態(tài)顯示板6采用led燈顯示電源狀態(tài)，裝置工作狀態(tài)，各個CPU工作狀態(tài)，以太網(wǎng)、串口、CAN網(wǎng)通信狀態(tài)。
所述總線底板8包括一個支持linux命令的JTAG調(diào)試口，與主CPU1、串口擴展板2、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊3、安全模塊4、電源模塊5、狀態(tài)顯示板6、顯示輸出模塊7、總線底板8之間通過PCT高速數(shù)據(jù)總線，連接實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。
如圖1所示，本實施例的DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置由主CPU板1、串口擴展板2、無線通訊模塊3、安全模塊4、電源模塊5、狀態(tài)顯示板6、顯示輸出模塊7、總線底板8，構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)硬件平臺。
主CPU板1引出以太網(wǎng)口根據(jù)需要配置串口擴展板2，一路CAN口，嵌入式Liunx系統(tǒng)軟件平臺主要包括boot loader、boot koader和文件系統(tǒng)；驅(qū)動程序包括CPU的初始化，串口，CAN，以太網(wǎng)和相關(guān)文件系統(tǒng)需要的驅(qū)動。在構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)上開發(fā)所需要的應(yīng)用程序，通過總線和安全模塊5中的安全通信子模塊，安全存儲子模塊運行數(shù)據(jù)交互，為了保證實驗設(shè)備與DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集終端的高速數(shù)據(jù)交換，采用以太網(wǎng)口或CAN口與對于同一區(qū)域內(nèi)實驗設(shè)備的運行狀態(tài)、故障告警、復(fù)合參數(shù)、交易記錄以及刷卡維護等信息進行集中，收集的信息進行分類處理，重要數(shù)據(jù)比如實驗數(shù)據(jù)、參數(shù)配置數(shù)據(jù)通過安全存儲子模塊實現(xiàn)大容量的安全存儲。
針對DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集終端通過無線通道傳輸存在的主授權(quán)訪問、數(shù)據(jù)泄露等風(fēng)險，在數(shù)據(jù)采集終端上采取各種軟、硬件防護手段進行全面防護，其中安全通信子模塊主要解決數(shù)據(jù)采集終端的安全接入與傳輸數(shù)據(jù)的保密性問題，解決數(shù)據(jù)采集終端的身份認證與訪問授權(quán)問題。
本實施例的DDS信號發(fā)生器數(shù)據(jù)采集裝置支持自動報警、記錄自動生成、事故判別與處理等方面，還具有強大的在線自診斷、自愈、自適應(yīng)、定時任務(wù)功能實現(xiàn)運行管理智能化。
以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。