【技术实现步骤摘要】
本申请属于通信，尤其涉及数据采集，具体地讲，涉及一种用于高速振动数据的采集系统及方法。
技术介绍
1、嵌入式系统广泛应用于振动监测仪器仪表的开发，为满足高速数据采样、数字信号处理及大容量数据传输方面需求，智能仪器仪表一般采用双系统设计，即采用dsp或高速arm系统，基于fpga设计高速振动样本采集、存贮及算法系统，而使用嵌入式linux系统作为主系统，实现人机接口、外部通信及io接口等。
2、在双系统结构下，对高速振动样本数据采集的参数设置、流程控制等方面的逻辑控制一般采用fpga实现，而数据通信常用的方案有isa、pcie或i2c等内部高速总线，也有使用can、devicenet、profibus或以太网等各种现场总线接口，软件协议大部分为自定义协议，具有较大差异和不一致性，影响主从系统之间的运行效率以及样本数据采集过程。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的至少一个问题，本申请提供一种用于高速振动数据的采集系统及方法，能够实现振动信号高速同步采集和大容量样本数据传输，由采集子系统分担耗时的样本采集、信号处理算法计算等，保证主系统的运行效率和对人机界面和上位机通信的及时响应。
2、根据本申请的第一个方面，提供了一种用于高速振动数据的采集系统，该系统包括：linux嵌入式主系统与arm子系统，其中：
3、所述linux嵌入式主系统基于spi总线对所述arm子系统进行主从控制，所述arm子系统配置有fpga模块；
4、所述linux嵌
5、所述arm子系统用于接入m路键相信号和n路振动信号，以及所述fpga模块用于根据所述键相信号以及所述采样参数，对所述振动信号进行高速同步采样，得到高速振动样本数据，其中，m和n为大于0的自然数。
6、在本实施例的一些可选方式中，所述fpga模块进一步用于根据所述键相信号，确定设备的当前转速，并根据所述当前转速，确定对所述高速振动样本数据的采样方式，其中，所述采样方式包括有键相同步整周期采样和无键相同步采样。
7、在本实施例的一些可选方式中，所述fpga模块进一步用于：
8、当所述当前转速小于第一转速阈值或大于第二转速阈值时，确定对所述高速振动样本数据的采样方式为无键相同步采样；
9、当所述当前转速大于等于所述第一转速阈值且小于等于所述第二转速阈值时，确定对所述高速振动样本数据的采样方式为有键相同步整周期采样。
10、在本实施例的一些可选方式中，所述采样参数包括：预设采样周期、有键相触发整周期采样的倍频数、无键相触发的采样频率以及预设样本长度，其中：
11、当确定对所述高速振动样本数据的采样方式为有键相同步整周期采样时，所述fpga模块进一步用于根据所述有键相触发整周期采样的倍频数和所述当前转速的频率，确定有键相触发的采样频率，并根据所述有键相触发的采样频率，对所述振动信号进行高速同步采样，直至采集得到所述预设样本长度的高速振动样本数据；
12、当确定对所述高速振动样本数据的采样方式为无键相同步采样时，所述fpga模块进一步用于根据所述无键相触发的采样频率，对所述振动信号进行高速同步采样，直至采集得到所述预设样本长度的高速振动样本数据。
13、在本实施例的一些可选方式中，在采集得到预设样本长度的高速振动样本数据后，所述arm子系统进一步用于根据快速傅里叶变换算法和信号处理算法对所述高速振动样本数据进行处理，得到振动特征数据；
14、以及将所述高速振动样本数据和所述振动特征数据存储于所述arm子系统的内存区；其中，所述振动特征数据包括所述高速振动样本数据的相位参数、幅值参数以及频谱参数。
15、在本实施例的一些可选方式中，所述linux嵌入式主系统进一步用于通过所述spi总线，从所述arm子系统的内存区读取所述高速振动样本数据和所述振动特征数据；以及显示所述振动特征数据和所述高速振动样本数据；或将所述振动特征数据和所述高速振动样本数据上传至上位机。
16、在本实施例的一些可选方式中，所述spi总线的通信传输机制包括命令应答通信模式，所述spi总线的协议包命令包括开始采样命令、结束采样命令、同步采样控制命令、异步采样控制命令以及连续读取命令。
17、在本实施例的一些可选方式中，所述linux嵌入式主系统进一步用于循环检测所述fpga模块的当前协议包命令，当确定所述当前协议包命令为所述结束采样命令时，通过所述连续读取命令，以通道为单位，从所述arm子系统的内存区批量读取各振动通道的高速振动样本数据和振动特征数据。
18、根据本申请的第二个方面，还提供了一种用于高速振动数据的采集方法，该方法包括：
19、linux嵌入式主系统通过spi总线和fpga模块的参数端口，预先配置arm子系统对高速振动样本数据的采样参数；
20、arm子系统预先接入m路键相信号和n路振动信号；
21、fpga模块根据所述键相信号以及所述采样参数，对所述振动信号进行高速同步采样，得到高速振动样本数据，其中，m和n为大于0的自然数；
22、其中，所述linux嵌入式主系统基于spi总线对所述arm子系统进行主从控制，所述arm子系统配置有fpga模块。
23、在本实施例的一些可选方式中，所述fpga模块根据所述键相信号以及所述采样参数，对所述振动信号进行高速同步采样，得到高速振动样本数据，包括：
24、fpga模块根据所述键相信号，确定设备的当前转速；
25、根据所述当前转速确定对所述高速振动样本数据的采样方式，其中，所述采样方式包括有键相同步整周期采样和无键相同步采样。
26、在本实施例的一些可选方式中，所述根据所述当前转速，确定对所述高速振动样本数据的采样方式，包括：
27、当所述当前转速小于第一转速阈值或大于第二转速阈值时，确定对所述高速振动样本数据的采样方式为无键相同步采样；
28、当所述当前转速大于等于所述第一转速阈值且小于等于所述第二转速阈值时，确定对所述高速振动样本数据的采样方式为有键相同步整周期采样。
29、在本实施例的一些可选方式中，所述采样参数包括：预设采样周期、有键相触发整周期采样的倍频数、无键相触发的采样频率以及预设样本长度，在所述确定对所述高速振动样本数据的采样方式之后，方法还包括：
30、当确定对所述高速振动样本数据的采样方式为有键相同步整周期采样时，所述fpga模块根据所述有键相触发整周期采样的倍频数和所述当前转速的频率，确定有键相触发的采样频率，并根据所述有键相触发的采样频率，对所述振动信号进行高速同步采样，直至采集得到所述预设样本长度的高速振动样本数据；
31、当确定对所述高速振动样本数据的采样方式为无本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高速振动数据的采集系统，其特征在于，包括：Linux嵌入式主系统与ARM子系统，其中：
2.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述FPGA模块进一步用于根据所述键相信号，确定设备的当前转速，并根据所述当前转速，确定对所述高速振动样本数据的采样方式，其中，所述采样方式包括有键相同步整周期采样和无键相同步采样。
3.根据权利要求2所述的采集系统，其特征在于，所述FPGA模块进一步用于：
4.根据权利要求3所述的采集系统，其特征在于，所述采样参数包括：预设采样周期、有键相触发整周期采样的倍频数、无键相触发的采样频率以及预设样本长度，其中：
5.根据权利要求4所述的采集系统，其特征在于，在采集得到预设样本长度的高速振动样本数据后，所述ARM子系统进一步用于根据快速傅里叶变换算法和信号处理算法对所述高速振动样本数据进行处理，得到振动特征数据；
6.根据权利要求5所述的采集系统，其特征在于，所述Linux嵌入式主系统进一步用于通过所述SPI总线，从所述ARM子系统的内存区读取所述高速振动样本数据和所述振动特征数据
7.根据权利要求6所述的采集系统，其特征在于，所述SPI总线的通信传输机制包括命令应答通信模式，所述SPI总线的协议包命令包括开始采样命令、结束采样命令、同步采样控制命令、异步采样控制命令以及连续读取命令。
8.根据权利要求7所述的采集系统，其特征在于，所述Linux嵌入式主系统进一步用于循环检测所述FPGA模块的当前协议包命令，当确定所述当前协议包命令为所述结束采样命令时，通过所述连续读取命令，以通道为单位，从所述ARM子系统的内存区批量读取各振动通道的高速振动样本数据和振动特征数据。
9.一种用于高速振动数据的采集方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的采集方法，其特征在于，所述FPGA模块根据所述键相信号以及所述采样参数，对所述振动信号进行高速同步采样，得到高速振动样本数据，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高速振动数据的采集系统，其特征在于，包括：linux嵌入式主系统与arm子系统，其中：
2.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，所述fpga模块进一步用于根据所述键相信号，确定设备的当前转速，并根据所述当前转速，确定对所述高速振动样本数据的采样方式，其中，所述采样方式包括有键相同步整周期采样和无键相同步采样。
3.根据权利要求2所述的采集系统，其特征在于，所述fpga模块进一步用于：
4.根据权利要求3所述的采集系统，其特征在于，所述采样参数包括：预设采样周期、有键相触发整周期采样的倍频数、无键相触发的采样频率以及预设样本长度，其中：
5.根据权利要求4所述的采集系统，其特征在于，在采集得到预设样本长度的高速振动样本数据后，所述arm子系统进一步用于根据快速傅里叶变换算法和信号处理算法对所述高速振动样本数据进行处理，得到振动特征数据；
6.根据权利要求5所述的采集系统，其特征在于，所述linux嵌入式主系统进一步用于通过所述spi总线，从所...
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