矢量水听器智能化技术研究

论文摘要

矢量水听器是一种新概念水听器,具有小体积、高灵敏度和良好的低频指向性等特点。在水声工程实践中得到了广泛的应用。智能传感器系列标准IEEE1451的出现,解决了智能传感器接口标准化问题,提供了使智能传感器实现自我识别,自我描述,并能够与网络连接的新办法。因此,将矢量水听器和智能传感器技术相结合将会给矢量水听器的应用带来便利。论文对IEEE1451智能传感器接口规范进行了深入的研究,分析了规范中的混合模式接口和TEDS电子表单原理。研究了矢量水听器的分类和特点,给出了采用压电敏感元件的同振式矢量水听器的等效电路,设计了符合规范的具有匹配功能的矢量水听器智能接口电路。并对CANBUS总线协议进行了深入的探讨,设计开发了CAN总线通讯模块。论文采用低功耗嵌入式处理器、高速并行数据采集器、CANBUS适配器和收发器构成符合协议标准的矢量水听器智能接口硬件平台。并可进行高速并行数据采集,通过CAN总线网络进行数据传输。开发了适合接口应用的控制程序。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 水声学和换能器技术的发展
• 1.2 矢量水听器的特点和分类
• 1.3 矢量水听器的智能化和网络化
• 1.4 CAN总线协议的现状
• 1.5 课题的研究内容
• 1.6 本文内容安排
• 第2章 智能传感器接口标准和CAN总线技术
• 2.1 IEEE 1451系列标准简述
• 2.2 IEEE 1451.2标准
• 2.3 IEEE 1451.4标准
• 2.3.1 混合模式接口
• 2.3.2 变送器TEDS数据规范
• 2.4 CAN总线技术
• 2.4.1 CAN总线工作原理
• 2.4.2 CAN的协议标准
• 2.4.3 CAN总线的可靠性
• 2.5 本章小结
• 第3章 矢量水听器智能接口电路硬件设计
• 3.1 硬件系统总述
• 3.2 矢量水听器前置放大电路设计原理
• 3.2.1 小信号前置放大电路的设计
• 3.2.2 放大电路的器件选取
• 3.3 微处理器的选择及电路设计
• 3.3.1 89C51RD2单片机简介
• 3.3.2 89C51的编程方法
• 3.3.3 89C51的设计
• 3.3.4 电子数据表格的设计
• 3.3.5 电源电路部分的设计
• 3.4 A/D采集部分的设计
• 3.5 CAN总线通讯模块设计
• 3.6 电路板设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 系统软件设计与实现
• 4.1 控制模块的设计与TEDS功能实现
• 4.2 数据采集模块软件设计
• 4.3 CAN总线软件设计
• 4.3.1 系统初始化模块
• 4.3.2 CAN报文的发送
• 4.3.3 CAN报文的发送
• 4.4 本章小结
• 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