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工业、交通等领域发展的智能化、精细化要求传感器数据存储系统需要具备多类型传感器同时测试和数据回收简便可靠的功能，尤其是对系统采集数据的便携式存储方面。在充分查阅当前传感器数据存储系统发展现状和方向，分析设计存储系统需要用到的相关技术知识，学习USB2.0协议、CY7C68013A固件框架和FAT32文件系统的基础上，结合传感器技术、FPGA控制技术和USB总线技术，论文提出了一种以XC3S400为控制核心，内置FAT文件系统的CH378L芯片构成文件管理单元，实现多类型传感器信号同时采集，带有U盘读写操作接口的便携式传感器数据存储系统设计方案。传感器信号采集、数据存储和U盘读写是便携式传感器数据存储系统需要完成的三项基本任务，实现的具体功能归纳为以下几个方面：（1）系统可以在无外部电源的条件下正常工作，满足体积小、重量轻等便携性特点。保证系统的正常工作时间长达3个小时以上，工作电流小于300mA。具备断电存储功能，可以满足大批量、不同类型传感器信号的采集，并且保证下电后，重新上电使用存储系统采集传感器信号时，不会出现存储器中原始采集被覆盖和实时采集数据不存储的现象。（2）系统针对输出中低频信号的传感器进行批量测试，存储系统实现8路模拟信号的实时同步采集功能。针对不同的传感器类型，可以设置不同的传感器测试采样频率。采样频率最大为20KHz，最小为200Hz。每个采样点用16位的数字量保证数据采集的精度。（3）具备读写U盘的USB主机功能，当系统存储器的存储空间不足时，可以将采集到的传感器数据直接存入U盘中，便于数据的海量存储。具备文件管理功能，导入U盘中的数据以多个文件的形式存在，便于对大量数据的分离和多路传感器信号的分段处理。使用U盘存储数据，便于数据结果的回收和备份。经过锂电池性能测试、U盘读写速度测试和文件管理方法测试，验证了该测存储系统设计方案的可靠性。