基于DSP的信号采集存储与传输系统的设计与实现

论文摘要

海洋环境噪声既是各种海洋声学系统的背景干扰场,同时也携带着大量的海区信息,因此海洋环境噪声研究具有非常重要的意义。本文主要是基于矢量水听器、DSP（Digital Signal Processor）、CF（Compact Flash）卡、无线网桥和串口设备联网服务器这些硬件条件构建一个海洋环境噪声数字采集系统。论文首先充分研究了海洋环境噪声采集对系统的性能要求,给出了在海洋这一特殊环境下工作的数据采集系统的总体设计方案。其次,针对能长时间独立工作、可远距离控制与通信以及低功耗等技术指标进行了硬件系统设计;系统选用了TI（Texas Instruments）公司的低功耗的DSP芯片TMS320VC5509A为系统核心工作模块的主处理单元,兼容IDE（IntegratedDrive Electronics）/ATA（Advanced Technology Attachment）协议的CF卡为主存储介质,而高速的无线网桥和串口设备联网服务器是系统通信链路中的核心设备;根据系统要求及选型器件设计绘制了电路原理图并制作了电路板。论文第三章对噪声采集系统的软件进行了设计开发;DSP的软件代码主要包括信号采集（含罗经数据采集）、存储和传输三个部分;采集得到的数据以FAT32（32-Bit File Allocation Table）文件系统格式存储于CF卡上:而传输部分根据多深度测量和海洋工作环境的需要,采用了串行通信加无线网络通信的联合通信方式。论文最后讨论系统调试中遇到的问题及其相应的解决途径,并结合水池与海上实验对系统的数据采集性能、可靠性进行了现场测试;海上实验证明海洋环境噪声采集系统满足设计需求,可以应用于水声研究和水声工程领域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究背景及意义
• 1.2.1 海洋环境噪声国内外研究现状
• 1.2.2 矢量水听器技术及其特点
• 1.2.3 数字信号处理器简介
• 1.2.4 大容量数据存储系统概况
• 1.2.5 构建海洋环境噪声采集系统的意义
• 1.3 论文的任务
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 噪声采集系统的硬件设计
• 2.1 引言
• 2.2 浮标数字处理板硬件设计
• 2.3 潜标数字处理板硬件设计
• 2.3.1 潜标值班电路设计
• 2.3.2 潜标数字板的主处理单元
• 2.3.3 潜标模数转换电路设计
• 2.3.4 潜标数据存储电路设计
• 2.3.5 潜标数据传输电路设计
• 2.3.6 潜标时序逻辑电路设计
• 2.3.7 潜标电源电路设计
• 2.3.8 潜标EEPROM电路设计
• 2.4 串口设备联网服务器
• 2.4.1 Nport 5430概述
• 2.4.2 Nport 5430产品特性
• 2.5 无线网桥
• 2.5.1 BreezeNet DS.11概述
• 2.5.2 BreezeNet DS.11产品特性
• 2.6 本章小结
• 第3章 噪声采集系统的软件开发
• 3.1 引言
• 3.2 从站DSP程序开发
• 3.2.1 数据采集程序开发
• 3.2.2 数据存储程序开发
• 3.2.3 PIO模式传输的DSP软件编程实现
• 3.2.4 FAT32文件系统的DSP软件编程实现
• 3.2.5 数据传输程序开发
• 3.3 从站 CPLD程序开发
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统调试及实验情况
• 4.1 引言
• 4.2 系统调试情况
• 4.2.1 ADC电路的开发与调试
• 4.2.2 CF卡存储电路的开发与调试
• 4.2.3 TL16C752B传输电路的开发与调试
• 4.2.4 值班电路的开发与调试
• 4.2.5 系统的功耗
• 4.3 系统实验情况
• 4.3.1 系统水池实验
• 4.3.2 系统海上实验
• 4.4 系统实验总结及改进设想
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录