一种基于MLVDS的多节点数据传输系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，包含FPGA主控模块以及与其连接的MLVDS通信模块；所述MLVDS通信模块包含MLVDS数据通信总线以及与其连接的八个传输节点，所述每个传输节点包含依次连接的传感器、放大电路、滤波电路、ADC模块、控制器模块、第一MLVDS通信单元、第一MLVDS接口芯片；所述FPGA主控模块包含USB接口电路、USB通信管理模块、DDR3 SDRAM、DDR3控制器、FlasH控制器、FlasH存储器、数据管理模块、第二MLVDS通信单元、第二MLVDS接口芯片；通过MLVDS—USB3.0转换器转换功能，实现控制多节点采集设备与上位机间的采集数据的高速上传和指令的下发，该转换器可在不改变硬件系统构架的前提下灵活实现多种传输协议，具有硬件电路简单、通用性强、传输稳定。

A multi node data transmission system based on mlvds

【技术实现步骤摘要】
一种基于MLVDS的多节点数据传输系统
本技术属于数据传输
，尤其涉及一种基于MLVDS的多节点数据传输系统。
技术介绍
在各种测试现场中，数据采集单元往往分布在不同的地方，数据采集具有速度快、数据量大的特点，且对采集系统的实时性要求越来越高。为了将分布在多处的传感器采集的大量数据进行统一的分析和管理，需要实现多节点的高速互连通信。MLVDS支持多节点互连的拓扑结构，可提供较高的数据传输速率(理论上高达500Mb/s)和更低的功耗，实现多节点采集数据的可靠传输；USB3.0接口作为计算机的通用接口，其理论传输速率（5Gb/s）是USB2.0接口的10倍。设计中采用赛普拉斯USB3.0接口芯片CYUSB3014作为FPGA同计算机通信的桥梁，采用SN65MLVD203接口芯片完成多节点数据传输，在此基础上实现了多节点数据采集系统与计算机之间高速传输。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对传统数据采集处理系统不能有效地实现数据在传输和存储过程中的同步性、实时性问题，本技术公开一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，通过MLVDS—USB3.0转换器转换功能，实现控制多节点采集设备与上位机间的采集数据的高速上传和指令的下发，该转换器可在不改变硬件系统构架的前提下灵活实现多种传输协议，具有硬件电路简单、通用性强、传输稳定。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，包含FPGA主控模块以及与其连接的MLVDS通信模块；所述MLVDS通信模块包含MLVDS数据通信总线以及与其连接的八个传输节点，所述每个传输节点包含依次连接的传感器、放大电路、滤波电路、ADC模块、控制器模块、第一MLVDS通信单元、第一MLVDS接口芯片；所述FPGA主控模块包含USB接口电路、USB通信管理模块、DDR3SDRAM、DDR3控制器、FlasH控制器、FlasH存储器、数据管理模块、第二MLVDS通信单元、第二MLVDS接口芯片；所述USB接口电路通过USB通信管理模块连接数据管理模块，所述DDR3SDRAM通过DDR3控制器连接数据管理模块，FlasH存储器通过FlasH控制器连接数据管理模块，所述数据管理模块经过第二MLVDS通信单元连接第二MLVDS接口芯片，所述第二MLVDS接口芯片连接MLVDS数据通信总线。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述传输节点还包含供电模块，所述供电模块包含PV光伏组件和供电转换电路，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接控制器模块。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、、第五电容和3.3V电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述MLVDS数据通信总线包含MLVDS驱动接收器、数字隔离器、信号连接器件；MLVDS驱动接收器选用ADI公司推出的ADN4693E全双工通信芯片作为MLVDS驱动接收器，数字隔离芯片采用ADuM3442，采用ADuM3442芯片实现对各个节点上MLVDS芯片驱动器和接收器的单端与控制器引脚之间的数字隔离，防止电路文波对接口电路造成的电平漂移。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述MLVDS数据通信总线采用ADuM5000对MLVDS总线通路提供电源隔离电路。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述USB接口电路采用赛普拉斯公司推出的FX3系列CYUSB3014芯片。作为本技术一种基于MLVDS的多节点数据传输系统的进一步优选方案，所述数据管理模块选用Xilinx公司的Spartan-6系列可编程逻辑器件6slx16csg324芯片为核心控制器。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本技术基于MLVDS接口和USB3.0接口的数据传输系统，该传输系统采用CYUSB3014接口芯片实现计算机与FPGA的高速数据传输，采用ADN4693E接口芯片完成多节点数据传输，以FPGA作为核心控制器，并基于MLVDS自定义协议解析多节点通信逻辑，实现MLVDS接口与USB3.0接口之间的数据交互；该系统数据转换结果准确、可靠，实现了上位机与多节点数据采集设备间的高速通信。2、通过MLVDS—USB3.0转换器转换功能，实现控制多节点采集设备与上位机间的采集数据的高速上传和指令的下发，该转换器可在不改变硬件系统构架的前提下灵活实现多种传输协议，具有硬件电路简单、通用性强、传输稳定。附图说明图1是本技术的整体系统结构示意图；图2是本技术传输节点的结构原理图；图3是本技术FPGA主控模块的结构原理图；图4是本技术供电转换电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，如图1所示，包含FPGA主控模块以及与其连接的MLVDS通信模块；所述MLVDS通信模块包含MLVDS数据通信总线以及与其连接的八个传输节点，如图2所示，所述每个传输节点包含依次连接的传感器、放大电路、滤波电路、ADC模块、控制器模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，其特征在于：包含FPGA主控模块以及与其连接的MLVDS通信模块；所述MLVDS通信模块包含MLVDS数据通信总线以及与其连接的八个传输节点，所述每个传输节点包含依次连接的传感器、放大电路、滤波电路、ADC模块、控制器模块、第一MLVDS通信单元、第一MLVDS接口芯片；所述FPGA主控模块包含USB接口电路、USB通信管理模块、DDR3 SDRAM、DDR3控制器、FlasH控制器、FlasH存储器、数据管理模块、第二MLVDS通信单元、第二MLVDS接口芯片；所述USB接口电路通过USB通信管理模块连接数据管理模块，所述DDR3 SDRAM通过DDR3控制器连接数据管理模块，FlasH存储器通过FlasH控制器连接数据管理模块，所述数据管理模块经过第二MLVDS通信单元连接第二MLVDS接口芯片，所述第二MLVDS接口芯片连接MLVDS数据通信总线。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，其特征在于：包含FPGA主控模块以及与其连接的MLVDS通信模块；所述MLVDS通信模块包含MLVDS数据通信总线以及与其连接的八个传输节点，所述每个传输节点包含依次连接的传感器、放大电路、滤波电路、ADC模块、控制器模块、第一MLVDS通信单元、第一MLVDS接口芯片；所述FPGA主控模块包含USB接口电路、USB通信管理模块、DDR3SDRAM、DDR3控制器、FlasH控制器、FlasH存储器、数据管理模块、第二MLVDS通信单元、第二MLVDS接口芯片；所述USB接口电路通过USB通信管理模块连接数据管理模块，所述DDR3SDRAM通过DDR3控制器连接数据管理模块，FlasH存储器通过FlasH控制器连接数据管理模块，所述数据管理模块经过第二MLVDS通信单元连接第二MLVDS接口芯片，所述第二MLVDS接口芯片连接MLVDS数据通信总线。


2.根据权利要求1所述的一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，其特征在于：所述传输节点还包含供电模块，所述供电模块包含PV光伏组件和供电转换电路，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接控制器模块。


3.根据权利要求1所述的一种基于MLVDS的多节点数据传输系统，其特征在于：所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和3.3V电压输出端；
所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海亮，
申请(专利权)人：山东汇佳软件科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37