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为实现复杂工业现场传感器信号高速实时传输,提出了一种基于FPGA的多传感器集成光纤传输系统方案,系统可完成对模拟信号和数字信号的采集,并通过应用时分复用技术实现了将多路传感器信号通过单光纤传输,随着FPGA内部逻辑单元规模的逐渐扩大,使得单一传输电路板集成多种信号接口成为可能,在硬件电路设计中,系统集成了RS232/RS485、SPI等多种常用数字接口,同时也设计了模拟信号接口电路,由信号调理电路和A/D转换器构成,在此基础上进行软件开发,考虑到信号传输实时性要求,信号在FPGA内部均以并行数据形式进行处理。该系统电磁兼容性强,传输距离远,实时性好,可满足复杂环境下远距离、分散、多点测量的传感器信号进行实时传输。系统分为数据采集模块、光纤收发模块和数据处理模块,主控芯片选择的是Altera公司的FPGA芯片,控制三个模块协同工作,工作时数据采集接口采集到数据后,输入FPGA中进行数据处理,数据处理主要包括三部分,一是对数字信号CRC校验编码,便于光纤接收模块进行误码侦测,二是定义传输数据帧,方便接收端判断有效数据开始时刻及所传输数据的源传感器。三是对传输数据帧进行编码,避免长连“0”或长连“1”的情况出现,有利于信号的远距离传输和接收端对同步时钟的提取。FPGA除了进行数据处理外,还需控制信号采集接口电路的工作。光纤发送模块将采集到的数据处理完毕后,通过单光纤传输到光纤接收模块,接收端在处理数据之前需根据当前光纤中传输的数据将时钟恢复出来,作为光纤接收模块数据处理的时钟,当同步时钟恢复后进行数据的解码,传输数据的解帧等操作,将有效数据提取出来,然后进行CRC校验,与收到的CRC编码值对比来进行误码检测。数据确认无误后通过RS232接口传送至上位机进行显示,来观察此时各个传感器采集的数值。本文设计了传感器接口直接到光接口的高速、高集成度的传输系统,利用FPGA内部可对数据进行并行处理的优势,大大提高了系统的数据处理速度,同时集成模拟信号和数字信号采集接口,使系统具有高集成度,应用灵活,易于改造,抗干扰能力强等特点。