高清晰度三轴漏磁管道内检测器主控系统设计

摘要

高清晰度三轴漏磁管道内检测器与普通漏磁管道内检测器相比，可检测管道管壁缺陷三维尺度，具有高清晰度检测结果，在国内外得到了广泛应用。该设备研制技术难度大，国外始终对其垄断，因而我国自主研制具有重大意义。由于其传感器数量多，导致检测器两次采样时间间隔内所需采集的数据量大，这就要求检测器数据采集系统中的主控系统必须具有高速数据传输性能。
　　 为了使检测器数据采集系统的数据传输性能达到要求，本文设计的主控系统硬件方案由PC104plus CPU主板、PCI接口芯片PCI9054、单片机和固态硬盘构成。其中PCI9054提供DMA数据传输通道，其本地端口接收数据，PCI端口与PC104plus CPU主板连接；后者为主控系统核心，在软件程序控制下完成数据传输，并将数据存储入固态硬盘；单片机与PC104plus CPU主板之间通过串口连接，主要完成电量检测工作。
　　 本文以主控系统硬件结构为基础，设计了相应的软件系统。软件系统程序运行于主控系统中的PC104plus CPU主板，使检测器完成调试模式和采集模式下的工作。针对检测器调试模式下的工作，本文设计了应用于串口通信的分层协议；针对检测器采集模式下的工作，本文设计了PCI9054的操作程序，使其完成了数据的DMA传输，保证了主控系统实现数据高速传输。
　　 本文最后对设计的主控系统进行了实验，定量分析了数据传输速度，速度最低为24.51MB/S，远大于6.7MB/S的设计指标要求。实验证明，本文设计的主控系统达到了设计要求、方案切实可行。