基于USB接口的远程数据采集系统的研究与设计

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摘要：随着Internet在诸多领域的广泛应用，促使资源共享的程度不断提高，网络控制逐渐成为一种流行趋势。本课题结合高速通用串行总线（USB）所具有的传输速度快,支持热插拔、即插即用等优点，并利用现场可编程门阵列（FPGA）和高速AD转换芯片设计了一种高速的数据采集与远程监控系统。首先，本文阐述了传统的数据采集与数据传输方式的不足之处，确定采用通用串行总线技术这一数据传输方式，并利用FPGA可自由编程、处理速度快的优点，使用硬件描述语言 VHDL，采用自顶向下的设计方法，分模块编写USB接口芯片的固件程序及整个数据采集系统的时序控制程序，并将这些程序下载到FPGA，产生其硬件控制电路。其次，讨论了利用设备驱动程序开发工具WinDriver辅助开发
! C* X8 h& s, a. VUSB设备驱动程序。最后，在VisualC环境下编写应用程序打开USB 设备读取、处理、显示数据，利用基于TCP/IP协议的Socket网络编程原理，编写客户/服务器模式的人机界面，实现所采集数据的远程传输与监控。
2 \& ], N2 ^1 K3 f4 M1 i本文完成的基于USB 接口的远程数据采集系统，可以使用户通过网络在客户计算机上对运行于控制现场的服务器计算机上的控制系统发出命令，及时调整现场控制系统的运行状况，达到远程控制数据采集、提高资源使用率和削减应用成本的目的。
) c) `* H$ k. a3 `. [3 @# B关键词:通用串行总线，数据采集，固件程序，设备驱动程序，Socket
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5 ~6 [2 j" E3 `; r, @" [4 g      数据采集系统是计算机智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。数据采集技术主要指从传感器输出的微弱电信号，经信号调理、模数转换到存储这一过程所涉及的技术。随着科学技术的进步，特别是以传感器技术、通信技术和计算机技术为基础的现代信息技术的发展，以及测试理论的不断发展，数据采集技术的发展也是日新月异。
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数据采集系统是计算机智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径