本文關鍵詞：VxWorks下VDR系統網絡通信技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工程大學》 2009年

基于以太網的VDR音頻信號遠程采集系統的研究與實現

張召友  

【摘要】： 船舶航行數據記錄儀(Voyage Data Recorder,簡稱VDR)是專門用于采集和存儲船舶航行過程中重要航行信息的記錄設備。在船舶發(fā)生事故后,通過回放VDR中存儲的相關數據可以對事故原因進行分析與查找。船舶上關鍵艙室的聲音和VHF通信音頻是VDR所需記錄的數據中的重要一項。船舶行使過程中重要聲音信號的高質量記錄,對復現船舶發(fā)生事故時的狀態(tài)和分析事故原因有重要的意義。本文即是以VDR的音頻信號采集為背景展開的研究。 通常船舶航行過程中的環(huán)境復雜,且音頻信號為模擬信號,通常有信號較弱不適合遠傳、多路音頻采集后的數據量較大的特點。所以為克服上述不足,實現VDR對音頻信號的采集,本文提出了基于以太網的VDR音頻遠程采集的新思路。 本文首先從VDR的具體要求和相關標準對音頻采集的性能指標要求出發(fā),對各種音頻編碼算法進行了比較和選擇,并深入研究了符合ITU標準的PCM和SB-ADPCM兩種編碼算法,并對編碼的各個部分進行了詳細的闡述。其次根據音頻算法與VDR其他方面的要求提出了以數字信號處理器為核心的音頻采集壓縮卡通過以太網與VDR主機進行組合的系統設計方案。然后根據方案設計了作為下位機的音頻采集壓縮卡的硬件部分;在此平臺的基礎上編寫了音頻采集卡的采集壓縮軟件,VDR主機中數據接收與存儲軟件,并與VDR主機進行了系統的聯調;最后對采集到的音頻數據進行了符合相關標準的測試。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP274.2
【目錄】：

摘要5-6

ABSTRACT6-10

第1章 緒論10-14

1.1 課題背景和意義10

1.2 音頻采集技術的發(fā)展及現狀10-12

1.2.1 基于模擬記錄技術的音頻采集系統11

1.2.2 基于非壓縮技術的數字音頻采集系統11

1.2.3 基于壓縮技術的音頻采集系統11-12

1.3 本文的主要內容12-14

第2章 音頻編碼技術的研究14-28

2.1 設計要求14

2.2 音頻編碼算法的概述與選擇14-17

2.1.1 音頻編碼算法的概述14-16

2.1.2 音頻編碼算法的選擇16-17

2.2 音頻編碼算法的研究17-26

2.2.1 G.711標準的PCM編碼研究17-19

2.2.2 G.722標準的SB-ADPCM編碼研究19-26

2.3 本章小結26-28

第3章 音頻采集系統的硬件設計28-47

3.1 硬件部分總體方案闡述28-29

3.2 硬件部分設計29-44

3.2.1 DSP處理器部分設計29-32

3.2.2 外部數據存儲器的設計32-34

3.2.3 程序存儲與啟動的設計34-35

3.2.4 邏輯譯碼部分的設計35-38

3.2.5 音頻CODEC部分的設計38-39

3.2.6 遠程數據傳輸部分的設計39-43

3.2.7 電源的設計43-44

3.3 電路設計總結44-46

3.4 本章小結46-47

第4章 音頻采集系統軟件設計47-64

4.1 概述47-48

4.2 下位機軟件設計48-57

4.2.1 編碼算法軟件設計49-52

4.2.2 DSP的初始化配置52-53

4.2.3 音頻CODEC的配置53-54

4.2.4 網絡W5100的配置54-56

4.2.5 程序的燒寫與啟動56-57

4.3 上位機軟件設計57-63

4.3.1 基于TCP/IP協議的Socket編程57-59

4.3.2 上位機數據接收部分程序設計59-61

4.3.3 上位機數據發(fā)送部分程序設計61-63

4.4 本章小結63-64

第5章 系統的調試與測試64-74

5.1 系統的調試64-67

5.1.1 音頻采集卡的調試64-65

5.1.2 上位機軟件的調試65-67

5.2 系統測試67-73

5.2.1 音頻頻響試驗68-69

5.2.2 音頻噪聲級試驗—失真度69-71

5.2.3 音質索引測試71-73

5.3 本章小結73-74

結論74-75

參考文獻75-78

攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果78-79

致謝79-80

附錄A80-83

附錄B83-85

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