1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

在计算机广泛应用的今天，数据采集的在多个领域有着十分重要的应用。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。利用串行或红外通信方式，实现对移动数据采集器的应用软件升级，通过制订上位机(pc)与移动数据采集器的通信协议,实现两者之间阻塞式通信交互过程。在工业、工程、生产车间等部门，通过数据采集分析能够及时的反应系统的工作状况，从而及时的做出应对保证系统始终处于正常的工作状态，在生产和研究中有着重要的意义，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。同时在工业环境中，有着许多突发意想不到的事情发生，需要系统有很强的抗干扰能力和纠错能力，同时需要保证能够尽快的将采集到的数据传输出去，而can总线能够适应这种工作要求，能克服恶劣的环境并且进行可靠的传输，基于can总线的数据采集系统设计随着工业自动化水平的日益发展，can总线在实际中的应用愈发 重要。can总线是当前发展前景最广阔的现场总线之一，具有高性价比极高的稳定性和高同步性。can总线的研宄正发展成为当今工业领域的热点之一。^[1]can总线与其他总线相比有很多与众不同的性质：

（1）可以进行多主设计，报文识别符制约了总线的访问优先权

（2）对错误的处理十分强大，系统能够可靠的运行

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容和目标

在线式数据采集模块需要完成数据的采集和传输。数据的采集根据信号的性质分为模拟信号采集、开关量信号采集和脉冲信号采集，首先对16路开关量模拟信号进行采集，通过gpio输出开关量信号。对2路5v脉冲信号进行采集时，将频率信号输入至捕获单元通过计数器的计数次数计算出频率，采用信号处理和采集电路。对8路模拟信号进行采集时，首先使模拟信号进入信号调理电路，经过放大和抗混叠滤波电路再送入模数转换器的输入端，同时根据模拟信号电压等级有0-5v、0-10v，通过程序判断量程的大小控制多路模拟开关来改变放大电路的增益从而选择合适的量程。最后通过can控制器连接can总线将采集的数据发送给上位机。

2.2技术方案及措施

系统总体结构由调理电路模块、数据采集单元、stm32 微处理器、can 总线模块 4 部分组成，系统总体结构框图如图所示。stm32 微处理器是该系统的核心部分，完成对外围电路的控制数据的分析处理以及数据的传输控制等，它提供给ad转换接口、can 总线接口、i/o 逻辑端口以及调试端口等。模拟信号输入之前需要根据系统对信号的要求，对信号做适当的处理，如对输入的模拟信号进行抗混叠滤波和放大，通过隔离电路则可将电路的前级与后级的地线相互隔离^[3]。微处理器根据输入模拟信号的大小再调整放大电路的增益从而选择合适的量程。频率信号则通过放大、滤波、整形电路后转变为方波信号，方波信号的下降沿触发 stm32内部捕获单元的计数器，通过计数器差值换算获得其频率。^[4]开关量和脉冲量通过捕获端口后输入至stm32微处理器再通过can总线发送至上位机。^[5]

3. 研究计划与安排

3 进度安排

第1-3周：查阅相关文献，包括著作、期刊、会议论文、网络资源等

第4周：完成开题报告、论文提纲

第5周：完成总体结构设计和元器件选型

4. 参考文献（12篇以上）

[1]can in automation (cia) e. v. canopen application layer and communication profile(version 4.2.0）[z]. https://www.can-cia.org/standardization/specifications/, 2011.

[2]程佩， 房海华， 黄蓝. 基于fpga dsp的数据采集系统设计与实现[j]. 计算机测量与控制, 2016(24):148-150.

[3][郝晓明， 李杰， 黄玉岗. 基于ads8568的八路数据采集系统设计[j]. 传感技术学报, 2016，1:150-154.