千兆以太网16-1000路高速同步采集系统

在大型机械稳定性检测、爆炸产品测试、桥梁震动检测、超声波测试等应用中都需要试验数据有很高的准确性和全面性。如爆炸产品的研究和发展,自始至终都必须与积累和分析各种数据密切结合,而精确的数据获取又离不开测试技术的提高,测试技术已成为专业发展的一项重要手段,是不可缺少的组成部分。

爆炸过程中震动、声音、压力、光强、阵列信号状态，这些物理参数在瞬间完成变化，传统静态测试很难获得准确全面的过程数据，并描绘出过程图。而且出于安全性考虑，试验现场与测试控制中心必须有足够的安全距离，微弱信号传输能力也使精确测试面临更严峻的挑战。

一、需求

某客户的监测需求：系统测试爆炸测试场地周边的震动、声音压力、光强、阵列信号状态等参数，通过检测的参数来计算出该次靶场实际爆炸能力等重要数据。

爆炸点监控由8个数据采集中点构成，每个采集中心信号排布如下：

震动传感器信号：4路；（电压量程0-10V，要求采样率1000K）

声音传感器信号：4路；（电压量程0-10V，要求采样率1000K）

压力传感器信号：4路；（电压量程0-10V，要求采样率1000K）

光强传感器信号：4路；（电压量程0-10V，要求采样率800K）

其他阵列信号状态：12路（TTL兼容电平）

二、需求分析：

由于实验场的测试面比较大，如果将所有信号线全部连接到一起，进行集中采样的方法，存在着信号线多且长会导致信号衰减厉害、信号干扰较大等隐患。基于以上因素，再考虑到测试点数是成堆分布的，与客户方工程师进行深入探讨研究后，最终决定采用分布式采集的方案：设计一款数据采集器，每个采集器采集一个爆炸点的不同信号，采集器通过交换机最终将数据传输给数据服务器。

三、具体实现方法：

3.1 系统  

       NET2991数据采集器为多通道高速同步数据采集方案，能实现模拟（16路）和数字信号（16路）的同步采集，连续采集和有限采集的模式，数字和软件触发双重模式，可实现多器级联工作，数据远端集中控制。客户共使用十四个NET2991数据采集器，实现224路信号同步采集，根据数据交换机、服务器等级不同，理论上可实现上千路信号的高速同步采集，满足高密度、多地点、高采样、全同步的采集需求。

3.2 硬件    

采集器系统框图：

 采集器重要指标：

模拟量输入：

ADC 分辨率：16位；输入通道：16路单端；采样率：每路1MS/s，共16MS/s；采样方式：同步采样；采样模式：连续采样、有限采样；触发源：软件触发、模拟量触发、数字量触发、同步触发。

数据读取与存储： 网络类型：1000M以太网；每通道存储深度：12M点。

数字量输入： 通道数：16路，TTL兼容

 3.3 软件

软件主要由两个部分构成：采集管理机和数据服务器

A、采集管理机

       主要是对各个采集器进行参数的配置和相关的设置。当触发以后采集的数据可以在本地管理机中将数据暂时的保存起来，当采集结束以后通过网络的方式打包传输给数据服务器，满足了测试过程中数据不断点的需求，即使断网情况下也能对数据进行正常的保存，网络恢复以后可以成功续传！

B、数据服务器 

        数据服务器主要是协调了各个管理机之间进行数据传输，当数据采集完成以后将管理机数据读取过来并且进行数据汇总且完成相应的数据分析和处理功能！ 

        该项目使用的理念和技术非常先进，不仅在国内鲜有先例，在国际范围内，也居于领先水平。客户对NET2991并行数据采集器在项目中所采集的数据非常满意，数据全部及时地上传到服务器，是项目顺利实施的重要环节和保障。