由于FPGA它具有功耗低、集成度高、开发周期短、成本低、性能高等优点。FPGA Spartan-6系列的XC6SLX9作为主控单元。机械环境中的振动量测量采用三向振动传感器。硬件系统包括低通模拟滤波电路模块A/D转换电路模块，FPGA模块、CC3200射频电路模块。 三向振动传感器产生3路0~5V标准电压模拟量首先通过二级低通滤波器去除高频噪声，然后通过放大和跟踪传输到ADS8365模数转换模块转换为数字量FPGA过滤和编码控制模块后，发送到射频电路模块CC3200将数据转换为数据WiFi通信协议格式后，通过载波信号发送。最后，上位机检测和分析数据。 为避免传感器采集的模拟信号在传输过程中受到电磁干扰的影响A/D滤波处理前的模块。电磁干扰的频率远高于2kHz，采用有源二价低通滤波电路进行滤波处理，可有效提高模数转换模块的精度。U1 OPA234和外围配置电路形成典型的压控有源二级滤波电路，截止频率为2kHz，能有效过滤高频噪声。OPA234以及R3、R由于该模块使用的传感器模块输出0，因此4构成了滤波电路的放大功能~5V电压，符合A/D因此，滤波电路的放大倍数应趋于1。 由于三向传感器的模拟输出有三条路，因此选择DDS8365作为模数转换模块，ADS8365有6个模拟输入端，其内部集成6个数据转换不相互干扰ADCs，各通道采样率均为250KSPA，并行输出16位数字信号，可达到1/216的分辨率，完全满足模拟量、采样率和分辨率的要求，由于模拟输入量只有3个，其余3个输入接口为10个KΩ电阻拉高，保留的3路采用单端输入模式。 ADS8365实现了数字与模拟部分的完全隔离，因此采用了不同的供电方式，其中模拟部分采用了 5V供电电源采用数字部分 3.3V供电电源，数字电路的引脚可通过22Ω排阻直接与FPGA无需电平转换连接，降低了设计成本，降低了模块设计的密度和体积。 模块中FPGA主要功能是正确的ADS8365进行时序控制，以固定采样频率获取模拟输入信号，然后转换为数字信号，并对数字信号进行控制FIR过滤器处理，然后编码数字信号。FPGA编码后的数据串并通过无线模块反馈信息转换并输送到无线收发模块。 本文中的FPGA有3.3V和1.2V采用两个电平MP1482同步整流减压转换器转换电平。MP1482是可调电源芯片。电路设计采用50MHz作为有源晶振FPGA工作时钟，通过特定的引脚输入输出。 由于内部集成了DC-DC因此，电压转换器CC3200能适应不同的电流供应，即稳定外部1.85V供电和宽范围供电模式。这种设计方法使CC3200电源可选用相对不稳定的电池供电，使用方式更加灵活方便。 因为内部没有集成ROM，CC3200需要将程序存储在外部提供的串行中SPI接口ROM实现，本设计中选用W25Q8BLSNIG作为外部ROM提供程序存储功能。上电后，CC从外部读取3200的程序SPI接口ROM实现，然后配置内部寄存器。 在FGPA的控制逻辑设计中，主要任务为ADS采集时序控制8365模数转换模块，ADS8365完成数据读取需要16个时钟，其中4个周期完成。数据转弯完成并存入相应的寄存器后，ADS8365引脚EOC同时，半个周期会自动减少，FPGA将RD和CS模数转换的结果可以取模数转换的结果。 验证模块数据传输的可靠性和无线通信，在数据传输的可靠性试验中，使用三向振动传感器产生信号，X方向设置为锯齿波的振动模式，其中振动最低和最高频率分别为20Hz和2kHz，Y方向为正弦波模式，Z方向为锯齿波模式。转换数据回收到上位机时使用UART转USB传输和使用HexEdit软件观察。并利用MATLAB数据分析。 从软件观察结果可以看出，实际测试同时进行了三个通道，帧计数完全连续，回收的数据帧格式完全对齐，因此没有丢失错误的代码。 由于实际测试周期长，本文只选择一个周期的数据进行分析。从数据分析图和实际测试的相对比较可以清楚地看出，模块的模块转换符合实际工作状态。充分验证了模块信号传输的高可靠性。 无线通信验证主要验证模块在数据无线传输中是否存在误码和丢帧。本文以模块为终端，WiFi作为无线路由器AP，三向振动器产生的信号作为模拟输入。在实际测量中，读取19分11秒.866MB数据传输速率为0.079MB/s。 分析结果表明，数据传输完全正确，无误码或帧丢失。经过多次后续测试，虽然模块在传输过程中丢失帧，但概率很低，在规定的容错范围内。这充分验证了模块无线传输的可靠性。 本文设计的无线采集传输系统模块通过模数转换近距离传感器模块产生的信号WiFi技术无线传输数据，无线传输速率能满足实际需要。经过多次实际验证，模块实现了模数转换和无线传输功能，可靠性高，可有效节省空间，提高飞机负荷比，系统成本低，结构简单，使用价值高。 MACHER马赫致力于传感器的生产和研发，目前拥有数千个接近传感器的系列。传感器广泛应用于航天、铁路、港口、冶金、机床、纺织、电梯、石化、印刷、包装、食品、建筑、汽车、家电等领域。