基于FPGA的远距离多节点光纤传输系统设计与实现

发布时间：2017-12-11 03:23

  本文关键词：基于FPGA的远距离多节点光纤传输系统设计与实现

  更多相关文章： FPGA Verilog HDL 多节点 光纤通信 数据采集

【摘要】：传统的人工巡检输油管线抄表采集数据的方法效率低下、实时性差,已无法满足现今石油管道运输的发展需求。为满足管线状态实时监测的需求,实现输油管线多监测节点远距离状态数据采集的智能化,本文基于FPGA和光纤通信技术,设计实现了一种多节点串联的数据采集传输系统。此系统可以完成对输油管线多监测节点的数据自动、实时的采集和传输,克服了传统的数据采集方式过于依靠人力的弊端,大大降低了监测成本,具有一定的实用价值。本文完成的主要工作有:1.介绍了远程数据采集传输系统的研究背景、研究意义以及远程监测系统的国内外发展概况,分析讨论了现有的多节点数据采集传输系统的实现技术及其特点。2.系统的总体方案设计。对系统设计中采用的数据通信方式、系统工作原理、主控芯片三个方面内容进行具体分析,确定了光纤通信、节点串联模式和使用FPGA作为主控制芯片的具体设计方案。3.系统的硬件设计。根据系统的功能需求,对系统硬件电路进行详细设计,完成了系统的电源电路、FPGA配置电路、FPGA时钟电路、通信状态指示、外部存储电路和光电转换电路等模块的原理图设计和PCB设计并最终研制出系统硬件电路板。4.系统的FPGA软件设计。根据系统软件功能需求确定了 FPGA的软件系统框架,在Quartus Ⅱ软件下,使用自上而下的设计方法和VerilogHDL语言对FPGA进行编程设计,实现时钟分频、通信协议、数据的串并转换以及外部RAM读写等功能,完成了 FPGA软件中上级输入数据接收缓存模块、本节点数据源接收缓存模块和本级数据输出模块的设计。5.系统功能测试与分析。硬件电路板制成后,对各个硬件电路模块进行了测试,同时在Modelsim仿真软件下,编写Testbench对FPGA软件功能模块进行功能仿真。最后搭建了一个多节点的系统,对系统进行功能测试,并对测试结果进行分析。
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE973.6;TN929.11

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本文编号：1276996