小型水聲信號監(jiān)測記錄系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-10-10 21:42
在魚雷攻擊水下聲靶試驗(yàn)中,常使用第三方監(jiān)測系統(tǒng)作為試驗(yàn)失敗時原因查找的依據(jù)。但如果是魚雷攻擊活動聲靶試驗(yàn),因?yàn)轸~雷和活動聲靶均處于水下運(yùn)動狀態(tài),則無法使用常規(guī)監(jiān)測手段來解決試驗(yàn)結(jié)果的判別問題。論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種小型的水聲信號監(jiān)測記錄系統(tǒng),此系統(tǒng)采用小型化設(shè)計(jì)以減少重量,采用流線型設(shè)計(jì)以減少流體影響,采用低功耗設(shè)計(jì)以減小供電需求,搭載于活動聲靶使用以解決魚雷攻擊活動聲靶試驗(yàn)結(jié)果的判別問題。論文在小型水聲信號監(jiān)測記錄系統(tǒng)方案論證上,明確了系統(tǒng)研制指標(biāo),分析了系統(tǒng)的組成與功能,闡述了系統(tǒng)工作原理及使用方法,并提出了外協(xié)部件的研制要求和指標(biāo)。在監(jiān)測記錄電路硬件設(shè)計(jì)部分,分析了硬件設(shè)計(jì)思想,挑選了核心器件的型號,介紹了主要電路模塊的設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)和制作了PCB電路板。在監(jiān)測記錄電路軟件設(shè)計(jì)中,分析了軟件總體流程,制定了上下位機(jī)通信協(xié)議,并對軟件中主要的USB程序模塊、信號采集程序模塊和數(shù)據(jù)存儲程序模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。在上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)部分,則完成了軟件需求分析,總結(jié)歸納了軟件流程,并對參數(shù)設(shè)置程序模塊和數(shù)據(jù)回放程序模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。論文最后介紹了在完成系統(tǒng)研制后進(jìn)行的三項(xiàng)試驗(yàn):系統(tǒng)工作環(huán)...
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 論文研究的背景及意義
1.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.4 論文研究的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 系統(tǒng)方案論證
2.1 系統(tǒng)指標(biāo)
2.1.1 系統(tǒng)總體技術(shù)指標(biāo)
2.1.2 監(jiān)測記錄系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
2.1.3 上位機(jī)軟件功能指標(biāo)
2.2 總體方案設(shè)計(jì)
2.2.1 系統(tǒng)組成與功能
2.2.2 系統(tǒng)工作原理
2.2.3 系統(tǒng)使用方式
2.3 外協(xié)部件設(shè)計(jì)方案和成品
2.3.1 研制要求和指標(biāo)
2.3.2 外協(xié)部件成品
2.4 本章小結(jié)
第3章 監(jiān)測記錄電路硬件設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)思想
3.2 器件選型
3.2.1 電池
3.2.2 充電芯片
3.2.3 穩(wěn)壓芯片
3.2.4 主控MCU
3.2.5 存儲卡
3.2.6 USB接口
3.2.7 A/D
3.2.8 信號調(diào)理電路
3.3 電路設(shè)計(jì)
3.3.1 前放電路
3.3.2 濾波電路
3.3.3 AD采樣電路
3.3.4 STM32最小系統(tǒng)電路
3.3.5 USB接口電路
3.3.6 SDIO接口電路
3.3.7 電源系統(tǒng)電路
3.4 PCB板設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第4章 監(jiān)測記錄電路軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件總體設(shè)計(jì)
4.1.1 開發(fā)環(huán)境介紹
4.1.2 軟件流程
4.1.3 通信協(xié)議
4.2 USB程序模塊設(shè)計(jì)
4.2.1 STM32 USB控制器簡介
4.2.2 USB Mass Storage程序
4.2.3 USB程序移植
4.3 信號采集程序模塊設(shè)計(jì)
4.3.1 SPI數(shù)據(jù)傳輸
4.3.2 DMA乒乓緩存
4.4 數(shù)據(jù)存儲程序模塊設(shè)計(jì)
4.4.1 MicroSD卡驅(qū)動程序
4.4.2 FatFs文件系統(tǒng)移植
4.5 本章小結(jié)
第5章 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
5.1 上位機(jī)軟件總體設(shè)計(jì)
5.1.1 軟件開發(fā)環(huán)境和工具
5.1.2 需求分析
5.1.3 設(shè)計(jì)思想
5.2 參數(shù)設(shè)置程序模塊設(shè)計(jì)
5.2.1 上下位機(jī)通信
5.2.2 參數(shù)設(shè)置
5.2.3 狀態(tài)檢測
5.3 數(shù)據(jù)回放程序模塊設(shè)計(jì)
5.3.1 OCX控件簡介
5.3.2 數(shù)據(jù)回放人機(jī)操作界面實(shí)現(xiàn)
5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)試驗(yàn)
6.1 系統(tǒng)工作環(huán)境模擬試驗(yàn)
6.2 系統(tǒng)功能試驗(yàn)
6.2.1 系統(tǒng)對時和參數(shù)下載功能試驗(yàn)
6.2.2 系統(tǒng)時間和工作參數(shù)查詢功能試驗(yàn)
6.2.3 信號記錄與存儲功能試驗(yàn)
6.2.4 數(shù)據(jù)回放功能試驗(yàn)
6.3 系統(tǒng)性能試驗(yàn)
6.3.1 動態(tài)范圍試驗(yàn)
6.3.2 聲學(xué)信號記錄試驗(yàn)
6.3.3 標(biāo)聽對比試驗(yàn)
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]FatFs文件系統(tǒng)在微型水聲監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 鄧開,邱政,梁國龍. 電腦知識與技術(shù). 2016(22)
[2]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]魚雷試驗(yàn)中雷靶水聲信號識別方法[J]. 孫濤,侯代文. 魚雷技術(shù). 2013(01)
[4]雙接口電子存儲設(shè)備技術(shù)的研究[J]. 蔣欣,楊瑩. 航空計(jì)算技術(shù). 2011(04)
[5]基于STM32F103XX微處理器的Micro SD卡讀寫[J]. 徐建功,趙捷,李偉,田杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(20)
[6]基于嵌入式ARM系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J]. 劉波. 商場現(xiàn)代化. 2010(11)
[7]基于嵌入式操作系統(tǒng)的USB設(shè)備主機(jī)驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)[J]. 段沛沛,趙明. 福建電腦. 2008(11)
[8]水下利劍——中國海軍的魚雷發(fā)展[J]. 陳光文. 兵器知識. 2008(09)
[9]電路設(shè)計(jì)中元器件的使用可靠性[J]. 王殿超,鄭學(xué)仁. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2007(05)
[10]高速電路印刷電路板的可靠性設(shè)計(jì)[J]. 于月森,伍小杰,王青春. 電子質(zhì)量. 2006(11)
碩士論文
[1]建筑材料質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 代方遠(yuǎn).沈陽航空航天大學(xué) 2014
[2]用于數(shù)字輸出傳感器的I~2C/SPI總線設(shè)計(jì)[D]. 張鋮瑤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]基于閃存陣列的高速數(shù)據(jù)存儲技術(shù)研究[D]. 蒲南江.中北大學(xué) 2012
[4]基于ARM的光澤計(jì)設(shè)計(jì)[D]. 陳凌.東華大學(xué) 2011
[5]浮標(biāo)基水下聲信號處理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張磊.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]串并結(jié)合的維特比算法的FPGA實(shí)現(xiàn)[D]. 楊剛.北京郵電大學(xué) 2009
[7]水聲信號數(shù)據(jù)采集與處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 程立峰.大連海事大學(xué) 2008
[8]天生橋一級水電站大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D]. 段國定.昆明理工大學(xué) 2007
[9]魚雷聲靶技術(shù)研究[D]. 蔣均齊.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[10]基于FPGA的DVB-C調(diào)制器設(shè)計(jì)[D]. 高翔峰.北京工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3690405
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 論文研究的背景及意義
1.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.3 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.4 論文研究的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 系統(tǒng)方案論證
2.1 系統(tǒng)指標(biāo)
2.1.1 系統(tǒng)總體技術(shù)指標(biāo)
2.1.2 監(jiān)測記錄系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
2.1.3 上位機(jī)軟件功能指標(biāo)
2.2 總體方案設(shè)計(jì)
2.2.1 系統(tǒng)組成與功能
2.2.2 系統(tǒng)工作原理
2.2.3 系統(tǒng)使用方式
2.3 外協(xié)部件設(shè)計(jì)方案和成品
2.3.1 研制要求和指標(biāo)
2.3.2 外協(xié)部件成品
2.4 本章小結(jié)
第3章 監(jiān)測記錄電路硬件設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)思想
3.2 器件選型
3.2.1 電池
3.2.2 充電芯片
3.2.3 穩(wěn)壓芯片
3.2.4 主控MCU
3.2.5 存儲卡
3.2.6 USB接口
3.2.7 A/D
3.2.8 信號調(diào)理電路
3.3 電路設(shè)計(jì)
3.3.1 前放電路
3.3.2 濾波電路
3.3.3 AD采樣電路
3.3.4 STM32最小系統(tǒng)電路
3.3.5 USB接口電路
3.3.6 SDIO接口電路
3.3.7 電源系統(tǒng)電路
3.4 PCB板設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第4章 監(jiān)測記錄電路軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件總體設(shè)計(jì)
4.1.1 開發(fā)環(huán)境介紹
4.1.2 軟件流程
4.1.3 通信協(xié)議
4.2 USB程序模塊設(shè)計(jì)
4.2.1 STM32 USB控制器簡介
4.2.2 USB Mass Storage程序
4.2.3 USB程序移植
4.3 信號采集程序模塊設(shè)計(jì)
4.3.1 SPI數(shù)據(jù)傳輸
4.3.2 DMA乒乓緩存
4.4 數(shù)據(jù)存儲程序模塊設(shè)計(jì)
4.4.1 MicroSD卡驅(qū)動程序
4.4.2 FatFs文件系統(tǒng)移植
4.5 本章小結(jié)
第5章 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
5.1 上位機(jī)軟件總體設(shè)計(jì)
5.1.1 軟件開發(fā)環(huán)境和工具
5.1.2 需求分析
5.1.3 設(shè)計(jì)思想
5.2 參數(shù)設(shè)置程序模塊設(shè)計(jì)
5.2.1 上下位機(jī)通信
5.2.2 參數(shù)設(shè)置
5.2.3 狀態(tài)檢測
5.3 數(shù)據(jù)回放程序模塊設(shè)計(jì)
5.3.1 OCX控件簡介
5.3.2 數(shù)據(jù)回放人機(jī)操作界面實(shí)現(xiàn)
5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)試驗(yàn)
6.1 系統(tǒng)工作環(huán)境模擬試驗(yàn)
6.2 系統(tǒng)功能試驗(yàn)
6.2.1 系統(tǒng)對時和參數(shù)下載功能試驗(yàn)
6.2.2 系統(tǒng)時間和工作參數(shù)查詢功能試驗(yàn)
6.2.3 信號記錄與存儲功能試驗(yàn)
6.2.4 數(shù)據(jù)回放功能試驗(yàn)
6.3 系統(tǒng)性能試驗(yàn)
6.3.1 動態(tài)范圍試驗(yàn)
6.3.2 聲學(xué)信號記錄試驗(yàn)
6.3.3 標(biāo)聽對比試驗(yàn)
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]FatFs文件系統(tǒng)在微型水聲監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 鄧開,邱政,梁國龍. 電腦知識與技術(shù). 2016(22)
[2]鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀及其前景分析[J]. 閆金定. 航空學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]魚雷試驗(yàn)中雷靶水聲信號識別方法[J]. 孫濤,侯代文. 魚雷技術(shù). 2013(01)
[4]雙接口電子存儲設(shè)備技術(shù)的研究[J]. 蔣欣,楊瑩. 航空計(jì)算技術(shù). 2011(04)
[5]基于STM32F103XX微處理器的Micro SD卡讀寫[J]. 徐建功,趙捷,李偉,田杰. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(20)
[6]基于嵌入式ARM系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J]. 劉波. 商場現(xiàn)代化. 2010(11)
[7]基于嵌入式操作系統(tǒng)的USB設(shè)備主機(jī)驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)[J]. 段沛沛,趙明. 福建電腦. 2008(11)
[8]水下利劍——中國海軍的魚雷發(fā)展[J]. 陳光文. 兵器知識. 2008(09)
[9]電路設(shè)計(jì)中元器件的使用可靠性[J]. 王殿超,鄭學(xué)仁. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn). 2007(05)
[10]高速電路印刷電路板的可靠性設(shè)計(jì)[J]. 于月森,伍小杰,王青春. 電子質(zhì)量. 2006(11)
碩士論文
[1]建筑材料質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 代方遠(yuǎn).沈陽航空航天大學(xué) 2014
[2]用于數(shù)字輸出傳感器的I~2C/SPI總線設(shè)計(jì)[D]. 張鋮瑤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]基于閃存陣列的高速數(shù)據(jù)存儲技術(shù)研究[D]. 蒲南江.中北大學(xué) 2012
[4]基于ARM的光澤計(jì)設(shè)計(jì)[D]. 陳凌.東華大學(xué) 2011
[5]浮標(biāo)基水下聲信號處理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張磊.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]串并結(jié)合的維特比算法的FPGA實(shí)現(xiàn)[D]. 楊剛.北京郵電大學(xué) 2009
[7]水聲信號數(shù)據(jù)采集與處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 程立峰.大連海事大學(xué) 2008
[8]天生橋一級水電站大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D]. 段國定.昆明理工大學(xué) 2007
[9]魚雷聲靶技術(shù)研究[D]. 蔣均齊.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[10]基于FPGA的DVB-C調(diào)制器設(shè)計(jì)[D]. 高翔峰.北京工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3690405
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