本文關(guān)鍵詞：基于DSP和FPGA的數(shù)字音響定位系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著海洋資源開(kāi)發(fā)利用逐步成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,近年來(lái)水聲定位技術(shù)在海洋工程中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,發(fā)展速度越來(lái)越快。特別是在馬航飛機(jī)失事后,水下沉沒(méi)設(shè)備的定位更是受到全世界的關(guān)注。水聲定位技術(shù)可以用于海上黑匣子定位、水下油氣管道和電纜鋪設(shè)定位、沉船打撈定位、潛水員定位等方面。本文對(duì)水下音響定位技術(shù)進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一套通用性好、操作簡(jiǎn)單、便攜式的數(shù)字音響定位系統(tǒng)。本論文對(duì)水下音響定位技術(shù)的發(fā)展和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,對(duì)水下音響定位發(fā)射裝置的信號(hào)形式進(jìn)行了分析,提出了一種數(shù)字化信號(hào)檢測(cè)方法和流程,給出了數(shù)字音響定位系統(tǒng)的工作原理。論文根據(jù)系統(tǒng)工作原理提出了數(shù)字音響定位系統(tǒng)樣機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。首先描述了硬件系統(tǒng)的組成和功能,將音響定位的硬件系統(tǒng)分為信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示控制模塊4個(gè)部分,并分別對(duì)各個(gè)模塊的功能、設(shè)計(jì)思路和核心芯片選擇等做了詳細(xì)的說(shuō)明。其次對(duì)系統(tǒng)軟件和算法進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),提出了系統(tǒng)信號(hào)特征提取算法和信號(hào)處理流程,并在設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上進(jìn)行了基于DSP和FPGA的嵌入式軟件編程和開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能。最后在系統(tǒng)樣機(jī)完成后進(jìn)行了水池試驗(yàn),對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)性能進(jìn)行測(cè)試,系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足研制要求。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字音響定位 DSP FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB565
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 研究工作的背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新12
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 音響定位系統(tǒng)原理與總體設(shè)計(jì)13-22
• 2.1 音響定位系統(tǒng)工作原理13
• 2.2 音響定位系統(tǒng)信號(hào)特征提取方法13-15
• 2.2.1 雙波束振幅差值法14
• 2.2.2 頻域相位估計(jì)法14-15
• 2.3 音響定位系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)方法設(shè)計(jì)15-16
• 2.4 音響定位系統(tǒng)構(gòu)成16-17
• 2.5 硬件系統(tǒng)模塊構(gòu)成17-19
• 2.5.1 換能器基陣18
• 2.5.2 信號(hào)預(yù)處理模塊18-19
• 2.5.3 數(shù)字信號(hào)處理模塊19
• 2.5.4 供電模塊19
• 2.5.5 顯示監(jiān)聽(tīng)模塊19
• 2.6 軟件系統(tǒng)模塊構(gòu)成19-21
• 2.7 本章小結(jié)21-22
• 第三章 音響定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-38
• 3.1 換能器基陣設(shè)計(jì)22
• 3.2 信號(hào)預(yù)處理模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)22-28
• 3.2.1 放大電路設(shè)計(jì)23-24
• 3.2.2 帶通濾波電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.2.3 AD采樣電路設(shè)計(jì)25-28
• 3.3 數(shù)字信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)28-33
• 3.3.1 FPGA電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.3.2 DSP電路設(shè)計(jì)30-33
• 3.4 其他電路模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)33-36
• 3.4.1 顯示電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.2 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.4.3 供電電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.5 硬件系統(tǒng)可靠性和抗干擾性設(shè)計(jì)36-37
• 3.5.1 硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)36
• 3.5.2 硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 音響定位系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)38-49
• 4.1 波束形成定向38-42
• 4.1.1 波束形成原理38-42
• 4.1.2 波束形成精確定向方法42
• 4.2 相位差定向42-48
• 4.2.1 互譜定向法43-44
• 4.2.2 自適應(yīng)迭代算法44-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第五章 音響定位系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-75
• 5.1 軟件編程環(huán)境介紹49-53
• 5.2 FPGA軟件設(shè)計(jì)53-63
• 5.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)53-55
• 5.2.2 FIFO模塊軟件設(shè)計(jì)55-57
• 5.2.3 FPGA通訊并口模塊軟件設(shè)計(jì)57-60
• 5.2.4 模擬串口模塊軟件設(shè)計(jì)60-62
• 5.2.5 顯示模塊軟件設(shè)計(jì)62-63
• 5.3 DSP軟件設(shè)計(jì)63-74
• 5.3.1 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)65-67
• 5.3.2 信號(hào)有效性判決設(shè)計(jì)67-70
• 5.3.3 頻率、相位估計(jì)方法70-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 音響定位系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果分析75-79
• 6.1 基本性能測(cè)試75-76
• 6.2 水池測(cè)試76-79
• 全文總結(jié)79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果85-86

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本文編號(hào)：295756