【摘要】：海洋運(yùn)輸業(yè)以其成本低、裝載量大等優(yōu)勢(shì)在當(dāng)今運(yùn)輸行業(yè)中的地位日益重要,船舶的安全營(yíng)運(yùn)問(wèn)題日趨突出,船舶以及一些浮式海洋工程結(jié)構(gòu)在海上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越來(lái)越受人們的關(guān)注,相關(guān)的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品也成為當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)。DSP信號(hào)處理器以體積小、成本低、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,但傳統(tǒng)的DSP代碼開(kāi)發(fā)過(guò)程周期長(zhǎng)、效率低,對(duì)開(kāi)發(fā)人員能力要求較高,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和研發(fā)難度。MathWorks公司提出了基于模型的設(shè)計(jì)方法(MBD, model-based design),可以編譯生成相應(yīng)的目標(biāo)處理器代碼,自動(dòng)調(diào)用DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS在目標(biāo)處理器上進(jìn)行算法驗(yàn)證。因此,利用MBD方法開(kāi)發(fā)一種基于DSP處理器的船舶海上浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),不僅開(kāi)發(fā)周期快速便捷,而且系統(tǒng)在實(shí)際工程中具有重要的實(shí)用價(jià)值。首先,論文在分析信號(hào)的采集方案、位移數(shù)據(jù)提取流程等船舶浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本工作原理基礎(chǔ)上,完成了船舶浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,并重點(diǎn)闡述了基于模型設(shè)計(jì)方法的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程及實(shí)現(xiàn)技術(shù)。其次,給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)由信號(hào)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、串口通信模塊及上位機(jī)顯示模塊組成。信號(hào)采集模塊的傳感器采用ADI公司的一款完整薄型三軸加速度計(jì)ADXL335,并在電路設(shè)計(jì)時(shí)包含了信號(hào)放大、干擾抑制等調(diào)制電路。A/D轉(zhuǎn)換器選用TI公司的一款24位精度∑-△型高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1256。通過(guò)DSP微處理器來(lái)完成位移數(shù)據(jù)的計(jì)算和傳輸工作。上位機(jī)將通過(guò)串行通訊接口收到的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和深入處理。再次,基于MBD方法設(shè)計(jì)并初步驗(yàn)證了船舶浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式軟件,并介紹了上位機(jī)軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。最后,本文將系統(tǒng)的軟硬件部分進(jìn)行集成,形成了一套可獨(dú)立運(yùn)行的DSP嵌入式船舶浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)測(cè)量精度為5cm,最大量程1000cm,系統(tǒng)誤差10cm,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求；基于MBD方法可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速高效開(kāi)發(fā),以DSP微處理器進(jìn)行運(yùn)算和控制、配合MEMS傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的船舶浮沉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、大量程、高分辨率、小型化、集成化、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

３．２．４信號(hào)傳輸模塊設(shè)計(jì)逡逑為了實(shí)現(xiàn)ＤＳＰ與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸，利用ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５所提供的ＳＣＩ串行接口逡逑來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者間的異步串行通信。ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５內(nèi)部有三路專(zhuān)用串行通信模塊（ＳＣＩＡ、逡逑ＳＣＩＢ、ＳＣＩＣ），每路都有兩個(gè)用于通信的Ｉ／Ｏ引腳：發(fā)送端ＳＣＩｘＴＸＤ和接收端ＳＣＩｘＲＸＤ邋（ｘ逡逑分別為Ａ、Ｂ、Ｃ）ｏ內(nèi)部收發(fā)均有一個(gè)用以緩存數(shù)據(jù)的１６級(jí)ＦＩＦＯ，，且支持進(jìn)行全雙工通逡逑信的數(shù)據(jù)收發(fā)。ＳＣＩｘＴＸＤ與ＳＣＩｘＲＸＤ可以通過(guò)符合ＲＳ－２３２標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)芯片ＴＲＳ３２２１與逡逑上位機(jī)進(jìn)行串行通信，將計(jì)算所得位移信號(hào)顯示以便用戶(hù)分析使用。逡逑通訊芯片使用ＳＩＰＥＸ公司生產(chǎn)的一款雙路ＲＳ－２３２驅(qū)動(dòng)器／接收器ＳＰ３２３２Ｅ采用３Ｖ逡逑至５．５Ｖ單電源供電，非工作時(shí)電流低于ｌｙＡ。滿(mǎn)載時(shí)可保持高達(dá)２３５Ｋｂｐｓ數(shù)據(jù)速率逡逑的，工作于３．３Ｖ電壓下時(shí)外接電容只需Ｏ．ｌｔ＾Ｆ就可以進(jìn)行操作。在電池供電，手持式逡逑和便攜式設(shè)備，ＰＤＡ和掌上電腦，筆記本，移動(dòng)電話(huà)和無(wú)線(xiàn)設(shè)備中均有廣泛應(yīng)用［２４］。電逡逑路如圖３．８所不。逡逑

度刻燭的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)線(xiàn)間的夾角要盡量成鈍角；為了加強(qiáng)抗噪聲性能，；在板面允許的條件下盡量使線(xiàn)短而粗。逡逑）要就近對(duì)電源和地的管腳打過(guò)孔［２７］。逡逑板圖如圖３．９所示。硬件電路實(shí)物如圖３．１０所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U664.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2556275