發(fā)布時(shí)間：2021-02-10 05:01

　　近年來人們?cè)絹碓街匾暫Ｑ笏N(yùn)含的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,進(jìn)一步加大對(duì)海洋的開發(fā)利用。為了有效地對(duì)海洋資源進(jìn)行探測(cè)和開發(fā),需要對(duì)整個(gè)海洋地形地貌進(jìn)行全面的了解。側(cè)掃聲納作為一種主動(dòng)聲納,其利用海底反向散射可以構(gòu)建海底的地形地貌信息,促進(jìn)了海洋資源開發(fā)的進(jìn)程。因此開發(fā)具有實(shí)時(shí)性的側(cè)掃聲納系統(tǒng)就有了非常重要的意義。本文在詳細(xì)分析了側(cè)掃聲納的基本原理、脈沖壓縮技術(shù)、匹配濾波器原理以及ZYNQ技術(shù)之后,提出并設(shè)計(jì)了基于ZYNQ的側(cè)掃聲納信號(hào)處理系統(tǒng)。本文的主要研究工作與成果歸納如下:（1）通過詳細(xì)分析側(cè)掃聲納信號(hào)處理過程的計(jì)算量和存儲(chǔ)量,同時(shí)根據(jù)FIR數(shù)字低通濾波器、CIC抽取濾波器以及匹配濾波器的設(shè)計(jì)原理,分別設(shè)計(jì)了數(shù)字正交解調(diào)、低通濾波器、抽取濾波器和匹配濾波器計(jì)算單元。另外針對(duì)整體的工作流程,設(shè)計(jì)了多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸方案,有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母邘拞栴}。（2）本文首先設(shè)計(jì)了側(cè)掃聲納信號(hào)處理硬件系統(tǒng),然后設(shè)計(jì)了一種軟件與硬件相結(jié)合的信號(hào)處理方法,主要包括用Verilog HDL硬件描述語言設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)射、信號(hào)接收同步、自定義讀取DMA、數(shù)字正交解調(diào)、低通濾波器、抽取濾波器、匹配濾波器以及自定義存... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 論文章節(jié)安排
第二章 側(cè)掃聲納原理及ZYNQ技術(shù)
    2.1 側(cè)掃聲納的基本原理
    2.2 脈沖壓縮技術(shù)
    2.3 匹配濾波器原理
    2.4 ZYNQ技術(shù)
        2.4.1 ZYNQ的概述
        2.4.2 處理系統(tǒng)PS部分
        2.4.3 可編程邏輯PL部分
        2.4.4 PS-PL系統(tǒng)互聯(lián)結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于ZYNQ的信號(hào)處理單元設(shè)計(jì)
    3.1 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
        3.1.1 FIR濾波器原理及基本結(jié)構(gòu)
        3.1.2 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法
        3.1.3 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
    3.2 抽取濾波器設(shè)計(jì)
        3.2.1 抽取的基本原理
        3.2.2 濾波器設(shè)計(jì)
    3.3 匹配濾波器設(shè)計(jì)
    3.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊
        3.4.1 數(shù)據(jù)傳輸模塊方案設(shè)計(jì)
        3.4.2 基于AXI4 總線的自定義DMA IP核設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于ZYNQ的軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)方法
    4.1 硬件平臺(tái)及信號(hào)處理整體方案設(shè)計(jì)
        4.1.1 總體功能需求
        4.1.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
        4.1.3 信號(hào)處理整體方案設(shè)計(jì)
    4.2 信號(hào)發(fā)射IP核
    4.3 信號(hào)接收同步IP核
    4.4 自定義讀取DMA IP核
    4.5 信號(hào)處理IP核
        4.5.1 數(shù)字正交解調(diào)
        4.5.2 低通濾波器
        4.5.3 抽取降采樣
        4.5.4 匹配濾波器
    4.6 自定義存儲(chǔ)DMA IP核
    4.7 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.8 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.1 數(shù)據(jù)傳輸模塊測(cè)試
        5.1.1 數(shù)據(jù)讀取測(cè)試
        5.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)測(cè)試
    5.2 模擬聲納回波信號(hào)測(cè)試
        5.2.1 算法仿真分析
        5.2.2 模擬信號(hào)測(cè)試
    5.3 整機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試
        5.3.1 發(fā)射信號(hào)測(cè)試
        5.3.2 接收同步信號(hào)測(cè)試
    5.4 整機(jī)系統(tǒng)水槽測(cè)試
    5.5 整機(jī)系統(tǒng)水池測(cè)試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
    1 作者簡(jiǎn)歷
    2 參與的科研項(xiàng)目
    3 獲獎(jiǎng)情況
    4 發(fā)明專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]中國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略下的政府海洋管理體制研究[D]. 于思浩.吉林大學(xué) 2013
[3]相控陣三維攝像聲納系統(tǒng)信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 袁龍濤.浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]聲納圖像水下管線檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D]. 丁安.江蘇科技大學(xué) 2019
[2]AUV載多波束聲吶接收系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 闞成良.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[3]側(cè)掃聲吶圖像的三維重構(gòu)[D]. 王杰英.浙江大學(xué) 2018
[4]嵌入式側(cè)掃聲納模塊化硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 曹天宇.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[5]側(cè)掃聲納顯控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 付麗嘉.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[6]合成孔徑聲吶發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 金松健.杭州電子科技大學(xué) 2017
[7]聲學(xué)多普勒剖面儀信號(hào)處理系統(tǒng)研究[D]. 金禮聰.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[8]嵌入式側(cè)掃聲納數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[D]. 李欣陽(yáng).哈爾濱工程大學(xué) 2017
[9]基于VxWorks的側(cè)掃聲納目標(biāo)探測(cè)和顯控軟件開發(fā)[D]. 徐揚(yáng).哈爾濱工程大學(xué) 2017
[10]FPGA實(shí)現(xiàn)高速雷達(dá)信號(hào)脈沖壓縮處理[D]. 姜文博.西安電子科技大學(xué) 2016



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