基于FPGA的多節點光纖傳輸系統設計與實現

許義寶，胡永兵，陳慶然

(安徽大學 計算智能與信號處理教育部重點實驗室,安徽 合肥 230601)

0 引 言

隨著經濟的快速發展，工業在國民經濟中所占的比重大幅增加，對石油的需求量也是與日俱增[1]。由于管道運輸石油具有運輸量大、經濟、安全、可靠等優點[2]，因此現代工業運輸石油較多采用管道運輸的方式。然而，早期的輸油管線運行狀態數據采集主要是通過人工巡檢抄表方式完成，效率低下且實時性差，無法達到對管線狀態的實時監測[3]，存在一定的局限性。與傳統的以電信號為媒介的傳輸網絡相比，光纖傳輸[4]具有傳輸容量大、傳輸損耗小、重量輕、不怕電磁干擾等優點。相比于單片機[5]，FPGA[6]運行速度快，I/O資源豐富；FPGA內部各模塊并行運行，有處理更復雜功能的能力；電路的改動通過修改代碼即可完成，具有很強的靈活性。

文中提出一種基于FPGA的多節點串聯光纖傳輸系統，對輸油管線各監測節點的流量、壓力及溫度等數據信息進行采集、匯總并將數據傳輸至遠程監測中心，從而實現對管線運行狀態的實時監測，克服了早期輸油管線運行狀態數據采集過于依靠人力的弊端，減小了輸油管線運行狀態監測的成本。

1 系統總體方案

輸油管道中流量、壓力及溫度等數據是需要監測的重要信息[7]，輸油管線每間隔一段距離便會布置一個監測節點，即數據采集設備。文中通過對每個數據采集設備配套一個對應地址的節點設備用以完成對本節點數據的采集，再通過多個節點設備的串聯，實現了多個節點的數據采集。……