基于DSP與FPGA的藍牙數據采集系統設計

數據采集系統廣泛地應用于工業、國防、圖像處理、信號檢測等領域。DSP處理器是一種高速的數字信號處理器，藍牙技術作為一種低成本、低功耗、近距離的無線通信技術，已廣泛應用于許多行業和領域[1]。本設計采用了DSP與FPGA協同控制處理，并用藍牙傳輸代替有線電纜傳輸，有效地解決了DSP和FPGA單獨處理的不足與有線電纜傳輸的弊端，大大提高了數據采集處理能力，拓寬了系統在環境較為惡劣或特殊場所的應用。
1 系統硬件設計
1.1系統總體設計
　基于DSP與FPGA的藍牙數據采集系統由下位機和上位機兩部分組成。其中下位機主要由前端傳感器、信號調理電路、ADC模數轉換電路、DSP與FPGA協同處理模塊以及藍牙模塊組成，主要完成前端數據的采集、轉換、處理等功能，并將處理后的數據傳輸給上位機；上位機主要由USB藍牙適配器和PC機組成,完成數據的顯示、監控、存儲等功能，并向下位機發送命令。該系統主要實現現場數據高精度、高速度、多通道實時采集，利用藍牙的無線傳輸特性實現數據的無線傳輸。系統硬件框圖如圖1所示。

本系統中，DSP與FPGA協同控制處理是系統的核心部分，通過動作指令控制前端調理模塊進行數據采集，同時將采集到的數據經DSP和FPGA協同處理，后由藍牙模塊將數據傳輸給上位機，由上位機完成后續的相應處理工作。
1.2 前端調理模塊
前端調理電路主要包括傳感器、信號調理電路、ADC模數轉換模塊。
信號調理電路包括模擬信號調理電路和數字信號調理電路。其模擬信號調理主要實現對模擬信號的緩沖、放大、衰減、隔離、濾波以及線性化等處理，以獲得ADC所需要的歸一化信號；數字信號調理主要完成對數字信號的整形、分頻、隔離、緩沖等處理，以便與FPGA模塊相連。