水聲定位系統(tǒng)利用水下目標(biāo)發(fā)出的信號(hào)完成對(duì)水下目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量與顯示。水聲定位浮標(biāo)是定位系統(tǒng)的重要組成部分,主要實(shí)現(xiàn)對(duì)原始信號(hào)的采集、存儲(chǔ)以及聲學(xué)信號(hào)處理,并通過(guò)無(wú)線電與顯控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信與數(shù)據(jù)傳輸。本文針對(duì)浮標(biāo)定位系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)采集與水聲數(shù)據(jù)處理的需求,設(shè)計(jì)了一套以CompactRIO平臺(tái)為核心,進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)采集,方位姿態(tài)數(shù)據(jù)采集以及水聲信號(hào)數(shù)據(jù)濾波處理的軟硬件平臺(tái),并進(jìn)行了性能測(cè)試。本設(shè)計(jì)通過(guò)使用CompactRIO平臺(tái)配合三種自制C模塊(NI公司對(duì)用戶自我設(shè)計(jì)的模塊的統(tǒng)一稱謂)的方式實(shí)現(xiàn)。CompactRIO平臺(tái)的可靠性可以保證數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的穩(wěn)定性,自制C模塊提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和實(shí)用性,滿足了定位系統(tǒng)多個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的需求。GPS數(shù)據(jù)采集模塊以Spartan-3AN FPGA芯片為核心,配合u-blox-M8N芯片,實(shí)現(xiàn)了GPS定位信息采集的功能和與CompactRIO平臺(tái)進(jìn)行同步的功能。方位姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊以TCM芯片為核心,實(shí)現(xiàn)了方位姿態(tài)信息采集的功能。水聲數(shù)據(jù)處理模塊以Spartan-6 FPGA芯片與TMS320C6748F DSP芯片為核心,實(shí)現(xiàn)水聲信號(hào)的傳輸與...

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的背景及意義
    1.2 水聲定位系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 CompactRIO平臺(tái)技術(shù)概述
    1.4 論文的主要內(nèi)容
第2章 浮標(biāo)系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
    2.1 浮標(biāo)水聲定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    2.2 浮標(biāo)定位模塊總體設(shè)計(jì)
        2.2.1 浮標(biāo)定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)需求
        2.2.2 NICompactRIO硬件平臺(tái)與自制C模塊整體設(shè)計(jì)方案
        2.2.3 NICompactRIO實(shí)時(shí)控制器與機(jī)箱選擇
        2.2.4 C系列模塊簡(jiǎn)介
    2.3 GPS數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計(jì)
        2.3.1 GPS數(shù)據(jù)采集模塊總體設(shè)計(jì)
        2.3.2 GPS定位芯片選型
        2.3.3 GPS定位芯片外圍電路設(shè)計(jì)
        2.3.4 FPGA芯片選型
        2.3.5 FPGA最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
    2.4 方位姿態(tài)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)
        2.4.1 方位姿態(tài)模塊總體設(shè)計(jì)
        2.4.2 方位姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊核心芯片選型
        2.4.3 方位姿態(tài)儀模塊電路設(shè)計(jì)
    2.5 水聲波形數(shù)據(jù)處理模塊電路設(shè)計(jì)
        2.5.1 水聲數(shù)據(jù)處理模塊總體設(shè)計(jì)
        2.5.2 FPGA芯片選擇
        2.5.3 DSP芯片選擇
        2.5.4 核心板芯片選型與外圍電路
    2.6 睡眠模式電路設(shè)計(jì)
    2.7 電源電路設(shè)計(jì)
    2.8 本章小結(jié)
第3章 FPGA程序和DSP程序設(shè)計(jì)
    3.1 ISE軟件開發(fā)環(huán)境
    3.2 系統(tǒng)時(shí)鐘管理
    3.3 GPS信號(hào)采集模塊邏輯管理
    3.4 方位姿態(tài)儀采集模塊邏輯管理
    3.5 水聲數(shù)據(jù)處理模塊邏輯管理
    3.6 本章小結(jié)
第4章 CompactRIO平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 NICompactRIO平臺(tái)開發(fā)流程
    4.2 NICompactRIOFPGA設(shè)計(jì)
        4.2.1 自制C模塊接口信息初始化
        4.2.2 GPS數(shù)據(jù)采集模塊程序
        4.2.3 同步脈沖產(chǎn)生
        4.2.4 方位姿態(tài)儀數(shù)據(jù)采集模塊程序
        4.2.5 水聲波形數(shù)據(jù)處理模塊程序
    4.3 本章小結(jié)
第5章 浮標(biāo)系統(tǒng)功能測(cè)試與分析
    5.1 電源模塊測(cè)試
    5.2 CompactRIO機(jī)箱及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試
    5.3 GPS數(shù)據(jù)采集傳輸功能測(cè)試
    5.4 方位姿態(tài)儀模塊采集傳輸功能測(cè)試
    5.5 水聲數(shù)據(jù)處理模塊功能測(cè)試
    5.6 外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3786653