多通道不丟失大容量數據采集及存儲系統的設計

秦杰 高翠云 陶金

摘要：為解決在用電器電量參數檢測過程中采集設備體積龐大的問題，設計基于STM32數據采集高速存儲系統，實現對多路傳感器（電壓傳感器，電流傳感器）信號的高精度采集存儲。選用STM32F103RCT6片上AD進行數據采集，通過乒乓緩存實現數據采集和數據緩存同步，達到使數據不丟失存儲的目的。實驗結果表明：對多路傳感器的采集驗證表明該數據采集存儲系統能夠實現對多通道模擬信號的高精度采集存儲，具有一定的工程應用該價值。

關鍵詞：數據采集；數據存儲；多通道；STM32

中圖分類號：TP274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0166-02

數據采集存儲的方案主要有兩種。一種是采用微型計算機、高速數據采集卡和數據采集軟件來實現高速率、高分辨率、大容量的數據采集存儲。但是其設備體積較大，不易進行現場數據采集。而在用電器電量參數檢測過程中，常常需要體積小，便于移動的采集存儲裝置。這也是另一種數據采集存儲方案所能滿足的功能，它主要采用高速A/D轉換器、數據存儲器和單片機或FPGA、DSP等實現大容量數據采集存儲，滿足檢測現場對采集存儲裝置的微小型化的需求。

1 總體方案設計

本系統是基于STM32微處理器和SD卡存儲的多通道數據采集及大容量數據存儲系統，可應用于電力參數以及各種傳感器信號的采集與存儲。整個系統由信號采集預處理電路模塊、STM32主控制器、SD卡存儲器模塊、串口通訊模塊以及電源模塊組成。外設端傳感器信號經過信號預處理電路模塊將信號調整到最佳采集范圍，通過STM32單片機的片上ADC模塊實現A/D轉換，轉換后的數據通過DMA通道傳送至STM32片上緩存中，并利用乒乓緩存模式將數據不丟失得存儲到SD中。……