本文關鍵詞：遠程短波發(fā)射系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

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【摘要】：短波通信是一種歷史悠久的無線電通信方式,短波通信設備體積小可實現(xiàn)定點和移動通信,建設費用與維護費用都比較低,在中遠程軍事通信領域具有重要的戰(zhàn)略地位。短波通信中發(fā)射天線需要建立在開闊場地,傳統(tǒng)短波發(fā)射臺站與發(fā)射天線最多只能相隔數(shù)百米,很容易暴露發(fā)射臺站位置從而對其安全帶來威脅。因此,研究設計一種遠程短波發(fā)射系統(tǒng),在遠離發(fā)射天線的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)遠程發(fā)射,并能夠遠程監(jiān)測發(fā)射機工作狀態(tài)以及遠程設置其發(fā)射參數(shù),對于短波通信的應用具有重要意義和實用價值。本文首先綜述相關技術發(fā)展現(xiàn)狀,對系統(tǒng)進行需求分析,給出了遠程短波發(fā)射系統(tǒng)總體設計方案,并對所涉及的關鍵技術進行基本的原理分析。系統(tǒng)由控制單元和發(fā)射單元兩部分組成,發(fā)射單元位于發(fā)射天線附近；控制單元與發(fā)射單元通過以太網(wǎng)互聯(lián),并基于Modbus/TCP協(xié)議實現(xiàn)對發(fā)射單元的遠程監(jiān)控；控制單元完成待發(fā)射數(shù)據(jù)的采集,利用FFmpeg進行編碼后基于UDP協(xié)議發(fā)送給發(fā)射單元,發(fā)射單元完成數(shù)據(jù)解碼、信號轉換和調(diào)制輸出,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程發(fā)射。接著根據(jù)系統(tǒng)總體設計方案,完成系統(tǒng)硬件平臺搭建,并詳細闡述各模塊功能及其工作原理。然后給出系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境,介紹了系統(tǒng)軟件總體設計,對網(wǎng)絡通信模塊和音頻數(shù)據(jù)處理模塊的開發(fā)進行重點闡述,同時對其它功能模塊的實現(xiàn)也進行了詳細說明。最后對系統(tǒng)整體進行功能測試,給出測試內(nèi)容,構建相應的測試系統(tǒng)平臺并記錄分析結果。遠程短波發(fā)射系統(tǒng)的功能測試結果表明,該系統(tǒng)設計思路正確,方案可行,給短波通信發(fā)射臺站與發(fā)射天線遠距離工作提供了一種新方法。同時發(fā)射單元按照標準Modbus協(xié)議設計,為基于以太網(wǎng)進行短波協(xié)同通信提供了技術基礎。
【關鍵詞】：短波通信 遠程監(jiān)控 Modbus/TCP FFmpeg
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 短波發(fā)射機的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 基于FFmpeg的音頻編解碼技術的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 基于Modbus/TCP的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.1 遠程監(jiān)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.4.2 Modbus/TCP通信協(xié)議的發(fā)展現(xiàn)狀19
• 1.4.3 基于Modbus/TCP的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 論文研究內(nèi)容20-22
• 第二章 系統(tǒng)總方案設計及相關技術22-34
• 2.1 系統(tǒng)功能需求分析22-23
• 2.2 系統(tǒng)總體設計23-25
• 2.2.1 控制單元總體設計23-24
• 2.2.2 發(fā)射單元總體設計24-25
• 2.3 網(wǎng)絡通信協(xié)議及實現(xiàn)技術25-30
• 2.3.1 TCP/IP協(xié)議26-27
• 2.3.2 Modbus/TCP 協(xié)議27-28
• 2.3.3 Boost.Asio28-30
• 2.4 Linux音頻信號處理技術30-32
• 2.4.1 音頻信號30
• 2.4.2 ALSA30-31
• 2.4.3 FFmpeg31-32
• 2.5 小結32-34
• 第三章 系統(tǒng)硬件平臺搭建34-44
• 3.1 核心控制模塊34-40
• 3.1.1 主控板34-36
• 3.1.2 I/O通信控制板36-39
• 3.1.3 電源控制與環(huán)境采集板39-40
• 3.2 核心發(fā)射模塊40-43
• 3.2.1 數(shù)字激勵器40-41
• 3.2.2 功率放大器41-42
• 3.2.3 智能自動天調(diào)42-43
• 3.3 小結43-44
• 第四章 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)44-72
• 4.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺44-45
• 4.2 系統(tǒng)軟件總體設計與實現(xiàn)45-52
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件框架45-46
• 4.2.2 系統(tǒng)內(nèi)核設計46-49
• 4.2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構設計49-50
• 4.2.4 UI界面設計50-51
• 4.2.5 系統(tǒng)初始化51-52
• 4.3 網(wǎng)絡通信模塊軟件設計與實現(xiàn)52-58
• 4.3.1 網(wǎng)絡通信模塊軟件設計53-54
• 4.3.2 Modbus客戶端的建立54-56
• 4.3.3 Modbus服務器的建立56-57
• 4.3.4 Modbus/TCP報文處理57-58
• 4.4 音頻數(shù)據(jù)處理模塊軟件設計與實現(xiàn)58-64
• 4.4.1 音頻數(shù)據(jù)處理模塊軟件設計58-60
• 4.4.2 音頻錄音和回放60-62
• 4.4.3 音頻數(shù)據(jù)編解碼62-64
• 4.5 其它功能模塊軟件設計與實現(xiàn)64-71
• 4.5.1 串口通信程序?qū)崿F(xiàn)65-66
• 4.5.2 I/O通信控制模塊66-67
• 4.5.3 自適應控制器模塊67-68
• 4.5.4 功放控制模塊68-69
• 4.5.5 激勵器控制模塊69-70
• 4.5.6 電源控制與環(huán)境采集模塊70-71
• 4.6 小結71-72
• 第五章 系統(tǒng)功能測試72-78
• 5.1 測試內(nèi)容72-73
• 5.2 測試方法73-74
• 5.3 測試過程74-75
• 5.4 測試結果75-77
• 5.5 測試結論77
• 5.6 小結77-78
• 第六章 結論與展望78-80
• 6.1 結論78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻80-82
• 致謝82-84
• 作者和導師簡介84-85
• 專業(yè)學位碩士研究生學位論文答辯委員會決議書85-86

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本文編號：1089171