高速數(shù)據(jù)記錄及無線傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展，對采集速度的要求日益提高。為了適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，在人體不能進(jìn)入的環(huán)境中，我們通常需要通過無線傳輸?shù)姆绞綄⒉杉降臄?shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離PC機(jī)上。由于現(xiàn)今無線傳輸?shù)乃俣韧ǔ］^慢，因此它成了系統(tǒng)的速度瓶頸。所以，不能通過無線傳輸?shù)姆绞綄崟r地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離PC機(jī)上，這樣則需要一個大容量的存儲介質(zhì)來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，在存儲后將所需要的數(shù)據(jù)讀出并且通過無線通信傳輸?shù)絇C機(jī)上。
　　本文首先設(shè)計了數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，之

2、后分別對數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)存儲器部分、數(shù)據(jù)壓縮部分以及無線通信部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。
　　存儲器部分設(shè)計方面，在對幾種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)缺點進(jìn)行分析之后，確定了采用FPGA直接控制希捷IDE硬盤的結(jié)構(gòu)。利用FPGA對硬盤接口進(jìn)行控制，采用ATA標(biāo)準(zhǔn)的PIO模式4及Ultra DMA模式4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其中PIO-mode4的讀寫速度可以達(dá)到11.8MB/s，Ultra DMA-mode4最高讀寫速度可以達(dá)到50.0MB/s，通過Quartu

3、s II自帶的邏輯分析儀驗證了結(jié)果，證明了設(shè)計的可行性。
　　為了提高傳輸?shù)乃俣?，本文引入了?shù)據(jù)壓縮技術(shù)。通過FPGA采用并行匹配技術(shù)設(shè)計了CAM字典，利用該字典實現(xiàn)了LZW無損壓縮算法，并且成功地完成了對壓縮后數(shù)據(jù)的解壓，通過邏輯分析儀驗證了設(shè)計的可行性。在設(shè)計的過程中采用流水線技術(shù)對字典進(jìn)行了改造，提高了字典的工作頻率。
　　最后，采用無線通信模塊WAP200B實現(xiàn)了無線傳輸功能，模塊采用串口通信。首先設(shè)計了RS-232