大型实验仪器共享平台中数据采集与处理终端研究

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在社会发展过程中,信息资源的共享、资源的合理配置越来越受到人们的关注。资源信息的共享甚至直接影响到人们物质生活和精神生活水平的提高。但是目前在一些企业、高等院校和科研机构中,由于管理体制与设备使用机制的局限性,大型实验仪器的使用率极为有限,因而造成了大量的资源浪费的现象。因此,构建大型实验仪器共享平台是符合社会发展要求的。在构建大型实验仪器共享平台中,如何完成平台中的各种不同设备数据信息的采集与处理是实现远程数据交流与共享的关键,因此本课题研究的内容有着重要的研究价值和实用意义。论文针对大型实验仪器共享平台中收集各种实验仪器与设备的数据信息的需要,研发了一套专用的高速数据采集系统。论文首先对课题的学术研究价值和使用意义以及国内外的研究现状进行了分析,并对大型实验共享平台总体进行了简要介绍;接着针对大型实验共享平台中数据采集的特殊性和功能要求,在进行详细需求分析的基础上,进行了数据采集系统整体方案的设计;然后详细介绍了数据采集系统的硬件、FPGA控制逻辑和系统软件设计。系统主要以C8051F020嵌入式单片机为核心,辅以高性能A/D转换器、FPGA、USB接口芯片等功能模块,完成了系统硬件电路设计;系统中利用FPGA完成高速数据采集中所需要的各个控制逻辑时序信号;在系统软件设计中,分别完成了主程序、通信接口软件、服务器软件的设计;并对系统软硬件的抗干扰能力进行了设计;最后对安装调试过程进行了介绍,给出了调试的结果。本课题研究的系统接口及数据格式符合大型实验仪器共享平台的规范和要求,可对多种大型仪器设备进行高速的数据采集。经过实际测试,各项技术指标均达到设计要求,基本满足现阶段大型实验仪器共享平台数据采集的需求。
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