【摘要】：小平臺(tái)主動(dòng)聲吶系統(tǒng)具有其體積小、重量輕特點(diǎn),適應(yīng)各類小型水面艦艇平臺(tái)的安裝使用,能在軍事應(yīng)用中能發(fā)揮高性能反潛作用。主動(dòng)聲吶系統(tǒng)中發(fā)射平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集傳輸平臺(tái)與信號(hào)處理平臺(tái)是其重要組成部分,主要完成信號(hào)發(fā)射、64通道模擬信號(hào)同步采集、存儲(chǔ)、傳輸?shù)裙ぷ�。本文針對小平臺(tái)主動(dòng)聲吶系統(tǒng)對數(shù)字平臺(tái)的性能及小巧的需求,設(shè)計(jì)了一套以CompactRIO平臺(tái)為核心的模塊化軟硬件平臺(tái)。首先,本論文提出了小平臺(tái)主動(dòng)聲吶的數(shù)字平臺(tái)設(shè)計(jì)方案,其中發(fā)射與采集傳輸平臺(tái)的設(shè)計(jì)通過使用CompactRIO嵌入式測控機(jī)箱搭配自制硬件板卡的方式實(shí)現(xiàn)。CompactRIO平臺(tái)的堅(jiān)固可靠性可以保證信號(hào)發(fā)射、數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)姆�(wěn)定性。包括信號(hào)發(fā)生,多通道數(shù)據(jù)采集和串口通信在內(nèi)的自制硬件板卡采用模塊化設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性、適應(yīng)性和可靠性。信號(hào)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理采用TMDSEVM6678L核心板實(shí)現(xiàn),具有8核芯、1.25G主頻的C6678處理器便于信號(hào)處理的并行實(shí)現(xiàn),能夠大大提高主動(dòng)聲吶系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。其次,在搭建的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上,完成了主動(dòng)聲吶系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。主要包括CompactRIO平臺(tái)的FPGA與實(shí)時(shí)處理器設(shè)計(jì)和多核信號(hào)處理器設(shè)計(jì)。其中FPGA模塊負(fù)責(zé)GPS同步、信號(hào)發(fā)射控制、串口通信、64通道模擬信號(hào)和外圍設(shè)備數(shù)據(jù)采集打包等工作;實(shí)時(shí)處理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)工作狀態(tài)控制、指令交互、原始數(shù)據(jù)鎖存與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙ぷ?多核處理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收處理等工作。最后,通過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試,驗(yàn)證了該平臺(tái)的信號(hào)同步發(fā)射、數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信傳輸?shù)裙δ艿姆�(wěn)定可靠性。經(jīng)過水池與湖上實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。
【圖文】：

好的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)利用 CRIO 的 FPGA 模塊控制 DA 芯道數(shù)據(jù)采集模塊：考慮到接收水聽器陣元多，要實(shí)現(xiàn) 64 因此要用多塊 AD 采集模塊來共同完成，考慮到模塊板 32 通道采集模塊，保證能根據(jù)系統(tǒng)的需求增加或減少采位同步模塊：主動(dòng)聲吶系統(tǒng)除了需要實(shí)時(shí)知道母船位置的航跡，并且需要高精度的秒脈沖為系統(tǒng)生成同步信號(hào)塊 GPS 定位模塊完成以上功能。信模塊：由于發(fā)射與采集兩個(gè)平臺(tái)分置與船上與水下電過電纜進(jìn)行同步通信與 GPS 數(shù)據(jù)傳輸，此外系統(tǒng)還需要對外圍傳感器設(shè)備的采集，因此需要設(shè)計(jì)串口通信模塊統(tǒng)的外設(shè)接口。臺(tái)核心器件選型發(fā)射平臺(tái)RS232端口4個(gè)IO模塊卡槽

063 還提供了以太網(wǎng)連端口連接顯控平臺(tái)完成遠(yuǎn)程控制，高速的 USB 端口的各類波形文件存入 U 盤。cRIO-9063 控制器的詳細(xì)特性如下： 處理器內(nèi)核：667MHz 雙核 CortexA9 支持的操作系統(tǒng)：NI Linux Real-Time (32-bit) 網(wǎng)絡(luò)接口：10/100/1000Mbps 三速以太網(wǎng) USB 接口：USB2.0，高速 工作溫度范圍：-20~55 度 FPGA 類型：Xilinx Zynq-7000、XC7Z020 邏輯單元數(shù)：85,000 觸發(fā)器數(shù)：106,400 6 輸入 LUT 數(shù)：53,200 DSP 片數(shù)（18×25 乘法器）：220 可用塊 RAM：4480 kb2）采集傳輸平臺(tái)雙以太網(wǎng)端口 電源連接口內(nèi)置SD卡槽
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U666.7

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8 首席記者 張s，

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