本文關(guān)鍵詞：拖曳陣聲吶數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著時(shí)間的推移和科技的迅速發(fā)展，海洋作為孕育生命的搖籃逐漸被人類認(rèn)識(shí)，人類對(duì)其戰(zhàn)略上的重要地位和經(jīng)濟(jì)上的巨大潛力越來越重視。拖曳陣聲吶系統(tǒng)在軍事和民事海洋勘探方面應(yīng)用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)水下聲音信號(hào)時(shí)空域等間隔采樣。其數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性高、連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，本文針對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�，設(shè)計(jì)了用于拖曳陣聲吶船上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制子系統(tǒng)，研制開發(fā)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和人機(jī)交互控制的上位機(jī)軟件。 主要內(nèi)容和完成的工作如下： 1.基于聲吶系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了拖曳陣聲吶指標(biāo)并分別介紹了聲吶的船上系統(tǒng)與水下系統(tǒng)及系統(tǒng)各組成模塊，重點(diǎn)分析了傳輸系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)指標(biāo)。 2.重點(diǎn)介紹了船上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制子系統(tǒng)硬件，首先從計(jì)算機(jī)接口方案、緩存方案、總線復(fù)用結(jié)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，然后介紹了PCI卡的PCB布局布線規(guī)則，并根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)了兩種不同接口的數(shù)據(jù)采集卡。 3.在對(duì)系統(tǒng)上位機(jī)軟件需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了拖曳陣聲吶系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，，核心技術(shù)包括：設(shè)計(jì)了一種乒乓結(jié)構(gòu)的文件存儲(chǔ)方法；基于MATCOM的VC++和MATLAB的混合編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)聲吶系統(tǒng)實(shí)時(shí)回顯；多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)采集、存儲(chǔ)、顯示等多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行。 4.闡述了PCI總線高效率DMA傳輸?shù)姆椒�，通過寄存器設(shè)置、外部信號(hào)輸入、共享緩沖區(qū)三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)高速DMA傳輸。 5.設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)條件的兩種實(shí)驗(yàn)。通過PCI卡可靠性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室條件下工作的可靠性及穩(wěn)定性；通過天津七里海水庫(kù)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在野外工作環(huán)境下的工作性能，取得了大量的實(shí)際數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了相關(guān)研究成果的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：拖曳陣聲吶 PCI DMA 雙層乒乓結(jié)構(gòu) 內(nèi)存映射文件 MATCOM
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U666.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 聲吶的分類及典型的聲吶系統(tǒng)10-12
• 1.2.1 聲吶系統(tǒng)的分類10-11
• 1.2.2 典型的聲吶系統(tǒng)11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)12-15
• 1.3.1 民用國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 聲吶軍事應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀14
• 1.3.3 拖曳陣聲吶發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 第二章 拖曳陣聲吶系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)17-25
• 2.1 聲吶系統(tǒng)指標(biāo)17-18
• 2.1.1 系統(tǒng)目標(biāo)17-18
• 2.1.2 總體指標(biāo)18
• 2.2 聲吶系統(tǒng)總體方案18-20
• 2.2.1 船上系統(tǒng)19-20
• 2.2.2 水下系統(tǒng)20
• 2.3 采集系統(tǒng)20-22
• 2.4 傳輸系統(tǒng)22-24
• 2.4.1 水下傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.2 船海傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 聲吶數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)25-39
• 3.1 錄取系統(tǒng)接口方案25-28
• 3.1.1 USB 總線接口25-26
• 3.1.2 IEEE1394 接口26
• 3.1.3 以太網(wǎng)接口26-27
• 3.1.4 PCI 接口27
• 3.1.5 PCIe 接口27-28
• 3.2 PCI 卡方案設(shè)計(jì)28-32
• 3.2.1 PCI 接口方案28-29
• 3.2.2 數(shù)據(jù)緩存方案29-32
• 3.3 聲吶數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)32-37
• 3.3.1 光電收發(fā)單元32
• 3.3.2 信號(hào)調(diào)理單元32-33
• 3.3.3 邏輯控制單元33-35
• 3.3.4 FIFO 控制單元35
• 3.3.5 本地總線狀態(tài)機(jī)35-37
• 3.3.6 PCI9054 接口單元37
• 3.4 PCI 板卡設(shè)計(jì)要點(diǎn)37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 聲吶軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-49
• 4.1 需求分析39-42
• 4.1.1 人機(jī)交互功能39-40
• 4.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能40-41
• 4.1.3 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換41-42
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)42-47
• 4.2.1 多線程技術(shù)42
• 4.2.2 乒乓結(jié)構(gòu)的內(nèi)存映射文件技術(shù)42-44
• 4.2.3 MATCOM 和 VC++混合編程技術(shù)44-45
• 4.2.4 軟件數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)45-47
• 4.3 PCI 數(shù)據(jù)傳輸47-48
• 4.3.1 DMA 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)47
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 實(shí)驗(yàn)49-54
• 5.1 PCI 卡可靠性實(shí)驗(yàn)49-51
• 5.1.1 誤碼率測(cè)試49-50
• 5.1.2 最高傳輸速率測(cè)試50-51
• 5.2 外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)51-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 第六章 全文總結(jié)與展望54-56
• 6.1 全文總結(jié)54-55
• 6.2 工作展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：656356