在導(dǎo)彈發(fā)射試驗(yàn)過程中,需要有效地收集各類數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)回收的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)導(dǎo)彈的功能進(jìn)行修改和完善。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)彈的飛行狀態(tài)及外部場景進(jìn)行實(shí)時(shí)地記錄,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)彈載嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀。該設(shè)備不僅能夠接收彈載相機(jī)發(fā)送的視頻數(shù)據(jù),存儲(chǔ)試驗(yàn)場地的環(huán)境信息,還可以記錄彈載計(jì)算機(jī)發(fā)送的導(dǎo)彈飛行狀態(tài)信息,在試驗(yàn)完成后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回收,便于對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。本文通過對(duì)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、性能指標(biāo)以及編碼方式等因素進(jìn)行綜合地分析,確立了嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的具體實(shí)現(xiàn)方案。該方案以具有視頻壓縮協(xié)處理器的ARM芯片TMS320DM355芯片為基礎(chǔ),擴(kuò)展了CAN總線、視頻編碼及串行外存等接口。在完成對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀硬件平臺(tái)的調(diào)試工作后,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植,并進(jìn)行各個(gè)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)以及功能軟件的設(shè)計(jì)。嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的功能軟件基于制定的CAN總線通信協(xié)議,能夠接收并解析彈載計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制命令及飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)消息,采用硬核編碼完成視頻的實(shí)時(shí)壓縮,經(jīng)由外置的SD卡完成關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。平臺(tái)將捕獲的視頻信息壓縮為MJPEG數(shù)據(jù)以避免MPEG-4文件因斷電等情況造成的視頻信息的丟失。在對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀軟件平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),采用了乒乓緩存以及多線程處理的方式,有效地提高了視頻壓縮的效率。嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的記錄功能實(shí)現(xiàn)后,需進(jìn)一步對(duì)軟件平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)試。為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射實(shí)驗(yàn)的操作要求,本文將設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序和功能軟件隨開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行,在上電時(shí)完成對(duì)軟件接口的初始化工作。在文章的最后設(shè)計(jì)了一個(gè)運(yùn)行在PC機(jī)的調(diào)試軟件,便于軟件平臺(tái)的調(diào)試工作,降低設(shè)備調(diào)試過程的復(fù)雜度。該軟件能夠通過CAN總線模擬彈載計(jì)算機(jī)向嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀發(fā)送命令,完成對(duì)設(shè)備的控制操作。經(jīng)過外場試驗(yàn)結(jié)果表明:嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀能夠通過CAN總線記錄彈載計(jì)算機(jī)發(fā)送來的載荷數(shù)據(jù)以及外部場景的視頻信息,視頻采集壓縮速率達(dá)到25幀/秒(720*576),實(shí)現(xiàn)斷電不丟失的任務(wù)要求。由于外場試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保密性,本文在第4章給出了在實(shí)驗(yàn)室模擬測試場景的結(jié)果。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ760.6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題相關(guān)知識(shí)研究背景
    1.2 研究內(nèi)容
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀概述
    2.1 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的總體方案
    2.2 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的功能分析
    2.3 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的技術(shù)指標(biāo)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的硬件方案
    3.1 硬件平臺(tái)的構(gòu)成
    3.2 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 電源模塊
        3.2.2 視頻輸入模塊
        3.2.3 處理模塊
        3.2.4 通信模塊
        3.2.5 存儲(chǔ)模塊
    3.3 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀硬件平臺(tái)調(diào)試
        3.3.1 電源及復(fù)位電路
        3.3.2 JTAG接口的調(diào)試
        3.3.3 DDR2的調(diào)試
        3.3.4 Flash的調(diào)試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 嵌入式數(shù)據(jù)記錄儀的軟件方案
    4.1 軟件開發(fā)環(huán)境的搭建
    4.2 嵌入式操作系統(tǒng)的移植
        4.2.1 U-boot的移植
        4.2.2 內(nèi)核的移植
        4.2.3 根文件系統(tǒng)的固化
    4.3 嵌入式軟件平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)
        4.3.2 應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
        4.3.3 軟件平臺(tái)的啟動(dòng)管理
    4.4 PC機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)
        4.4.1 軟件的功能分析
        4.4.2 軟件的具體實(shí)現(xiàn)
    4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝


本文編號(hào)：2882688