發(fā)布時間：2019-11-05 17:41

【摘要】：海洋運(yùn)輸業(yè)以其成本低、裝載量大等優(yōu)勢在當(dāng)今運(yùn)輸行業(yè)中的地位日益重要,船舶的安全營運(yùn)問題日趨突出,船舶以及一些浮式海洋工程結(jié)構(gòu)在海上的運(yùn)動狀態(tài)越來越受人們的關(guān)注,相關(guān)的監(jiān)測產(chǎn)品也成為當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)。DSP信號處理器以體積小、成本低、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類監(jiān)測系統(tǒng)中,但傳統(tǒng)的DSP代碼開發(fā)過程周期長、效率低,對開發(fā)人員能力要求較高,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的開發(fā)成本和研發(fā)難度。MathWorks公司提出了基于模型的設(shè)計方法(MBD, model-based design),可以編譯生成相應(yīng)的目標(biāo)處理器代碼,自動調(diào)用DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS在目標(biāo)處理器上進(jìn)行算法驗證。因此,利用MBD方法開發(fā)一種基于DSP處理器的船舶海上浮沉運(yùn)動監(jiān)測系統(tǒng),不僅開發(fā)周期快速便捷,而且系統(tǒng)在實際工程中具有重要的實用價值。首先,論文在分析信號的采集方案、位移數(shù)據(jù)提取流程等船舶浮沉運(yùn)動監(jiān)測系統(tǒng)的基本工作原理基礎(chǔ)上,完成了船舶浮沉運(yùn)動監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,并重點(diǎn)闡述了基于模型設(shè)計方法的系統(tǒng)開發(fā)流程及實現(xiàn)技術(shù)。其次,給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計。系統(tǒng)由信號采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、串口通信模塊及上位機(jī)顯示模塊組成。信號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ADXL335,并在電路設(shè)計時包含了信號放大、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DSP微處理器來完成位移數(shù)據(jù)的計算和傳輸工作。上位機(jī)將通過串行通訊接口收到的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行實時顯示和深入處理。再次,基于MBD方法設(shè)計并初步驗證了船舶浮沉運(yùn)動監(jiān)測系統(tǒng)的嵌入式軟件,并介紹了上位機(jī)軟件監(jiān)測平臺的實現(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)動監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)測量精度為5cm,最大量程1000cm,系統(tǒng)誤差10cm,滿足設(shè)計需求；基于MBD方法可實現(xiàn)系統(tǒng)的快速高效開發(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)動監(jiān)測系統(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、實時性等特點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

３．２．４信號傳輸模塊設(shè)計逡逑為了實現(xiàn)ＤＳＰ與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸，利用ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５所提供的ＳＣＩ串行接口逡逑來實現(xiàn)兩者間的異步串行通信。ＴＭＳ３２０Ｆ２８３３５內(nèi)部有三路專用串行通信模塊（ＳＣＩＡ、逡逑ＳＣＩＢ、ＳＣＩＣ），每路都有兩個用于通信的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)均有一個用以緩存數(shù)據(jù)的１６級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可以通過符合ＲＳ－２３２標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動芯片ＴＲＳ３２２１與逡逑上位機(jī)進(jìn)行串行通信，將計算所得位移信號顯示以便用戶分析使用。逡逑通訊芯片使用ＳＩＰＥＸ公司生產(chǎn)的一款雙路ＲＳ－２３２驅(qū)動器／接收器ＳＰ３２３２Ｅ采用３Ｖ逡逑至５．５Ｖ單電源供電，非工作時電流低于ｌｙＡ。滿載時可保持高達(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，移動電話和無線設(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短而粗。逡逑）要就近對電源和地的管腳打過孔［２７］。逡逑板圖如圖３．９所示。硬件電路實物如圖３．１０所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 陸藹慶,趙永平,陳永利,黃雅天;船舶運(yùn)動速度及姿態(tài)角監(jiān)測系統(tǒng)[J];海洋科學(xué);1994年03期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 元萍;船舶走航式波浪測量系統(tǒng)研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

本文編號：2556275