水聲定位系統(tǒng)利用水下目標(biāo)發(fā)出的信號完成對水下目標(biāo)運(yùn)動軌跡的測量與顯示。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)對原始信號的采集、存儲以及聲學(xué)信號處理,并通過無線電與顯控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信與數(shù)據(jù)傳輸。本文針對浮標(biāo)定位系統(tǒng)對系統(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)采集以及水聲信號數(shù)據(jù)濾波處理的軟硬件平臺,并進(jìn)行了性能測試。本設(shè)計(jì)通過使用CompactRIO平臺配合三種自制C模塊(NI公司對用戶自我設(shè)計(jì)的模塊的統(tǒng)一稱謂)的方式實(shí)現(xiàn)。CompactRIO平臺的可靠性可以保證數(shù)據(jù)傳輸和存儲的穩(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)水聲信號的傳輸與...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：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)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 CompactRIO平臺技術(shù)概述
    1.4 論文的主要內(nèi)容
第2章 浮標(biāo)系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計(jì)
    2.1 浮標(biāo)水聲定位系統(tǒng)簡介
    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硬件平臺與自制C模塊整體設(shè)計(jì)方案
        2.2.3 NICompactRIO實(shí)時控制器與機(jī)箱選擇
        2.2.4 C系列模塊簡介
    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)時鐘管理
    3.3 GPS信號采集模塊邏輯管理
    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平臺軟件設(shè)計(jì)
    4.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 NICompactRIO平臺開發(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)功能測試與分析
    5.1 電源模塊測試
    5.2 CompactRIO機(jī)箱及網(wǎng)絡(luò)測試
    5.3 GPS數(shù)據(jù)采集傳輸功能測試
    5.4 方位姿態(tài)儀模塊采集傳輸功能測試
    5.5 水聲數(shù)據(jù)處理模塊功能測試
    5.6 外場實(shí)驗(yàn)測試
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3786653