成像声纳数据传输和显控软件的设计与实现

论文摘要

高分辨成像声纳系统利用声成像技术获得水中世界的信息,并将其以图像形式直观的显示出来。系统的实时性、高分辨性等特点,导致大数据量的高速传输与处理成为系统设计的重点和难点。本文的主要工作是在硬件平台上实现成像声纳系统的高速数据传输,同时在软件平台上设计显示控制软件。论文首先研究了数据在数字信号处理机上的高速传输,根据系统要求设计了可靠的传输模型。重点研究了基于TMS320C6416的TCP/IP协议以及EDMA传输方式的实现。其次,在LabWindows/CVI的开发平台上设计了显示控制软件。软件的主要功能有：控制和协调成像系统的各设备运行；完成基于套接字的网络编程和基于RS232的串口编程；设计并实现数据的高速实时传输、保存、显示；完成日志记录、数据回放以及软件后置成像等功能。本文从显示控制软件的功能需求出发,详细讲述了软件各个模块的实现,重点研究了多线程技术并且设计了基于Windows编程的高速数据处理模型。最后,进行系统联调保证高速数据流在软、硬件接口部分的正确传输。经水池实验表明,设计的数据传输和处理模型满足系统要求并且能够长时间稳定工作,显示控制软件各功能模块运行良好,人机交互性强,达到了系统要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 成像声纳的发展现状
• 1.3 成像声纳系统
• 1.4 论文内容安排
• 第2章 成像声纳系统高速数据传输
• 2.1 引言
• 2.2 系统接口选择
• 2.2.1 DSP与FPGA间接口
• 2.2.2 DSP与显示控制软件间接口
• 2.3 TMS320C64x的EDMA控制器
• 2.3.1 EDMA简介
• 2.3.2 接口设计
• 2.4 多通道缓存串行口
• 2.5 TCP/IP协议
• 2.5.1 协议简介
• 2.5.2 网络芯片W5300简介
• 2.5.3 接口设计
• 2.6 高速数据传输模型
• 2.7 软件流程设计
• 2.8 本章小结
• 第3章 成像声纳系统显示控制软件
• 3.1 引言
• 3.2 软件功能需求和模块划分
• 3.2.1 软件功能需求
• 3.2.2 软件模块划分
• 3.3 软件结构设计
• 3.3.1 多线程技术
• 3.3.2 高速数据处理模型
• 3.4 软件模块实现
• 3.4.1 人机交互界面
• 3.4.2 网络通信模块
• 3.4.3 日志记录模块
• 3.4.4 串行接口模块
• 3.4.5 图像及波形显示模块
• 3.4.6 数据保存模块
• 3.4.7 声速修正模块
• 3.4.8 后置成像模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 成像声纳系统的测试和实验结果
• 4.1 引言
• 4.2 软件仿真测试
• 4.2.1 仿真平台结构
• 4.2.2 软件功能测试
• 4.2.3 软件性能测试
• 4.3 基于DSP的传输模型测试
• 4.4 系统联调
• 4.5 实验结果
• 4.6 本章小节
• 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