半航空電磁探測兼顧航空電磁法的效率與地面電磁法的精度,并且隨著無人機(jī)技術(shù)的成熟,被廣泛應(yīng)用于石油、金屬礦、地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探等領(lǐng)域�，F(xiàn)有以工控機(jī)加采集卡組合形式的收錄系統(tǒng)重量往往超過3kg,并不適用于無人機(jī)平臺,而基于微控器的收錄系統(tǒng)性能較低,僅為單通道50kSPS采樣率。為實(shí)現(xiàn)無人機(jī)平臺多通道頻率域信號的收錄,本文對半航空頻率域電磁法嵌入式收錄系統(tǒng)進(jìn)行了研究。收錄系統(tǒng)作為電磁探測系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,主要用于接收并存儲包含有地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)感應(yīng)出二次場信息的總場信息。針對無人機(jī)平臺小型化、低功耗的需求,根據(jù)頻率域信號連續(xù)的特點(diǎn)對收錄系統(tǒng)方案可行性進(jìn)行分析,采用以FPGA與STM32為控制核心的設(shè)計方案。通過線圈結(jié)構(gòu)傳感器將總場信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,利用差分放大電路對微弱信號放大,根據(jù)信號特點(diǎn)使用高精度24位ADC設(shè)計了4通道同步采集電路,并對數(shù)據(jù)的接收、緩存、傳輸和存儲時序進(jìn)行了分析與研究。利用FPGA內(nèi)部FIFO緩存與整合數(shù)據(jù),并設(shè)計了一種端口資源占用較少的并行傳輸方式將緩存的數(shù)據(jù)傳輸至STM32,STM32通過移植FAT32文件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲至Micro SD卡,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集與存儲。在系統(tǒng)同... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 半航空電磁探測發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 半航空電磁收錄系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 嵌入式收錄系統(tǒng)原理分析
    2.1 探測系統(tǒng)工作原理
    2.2 采樣技術(shù)原理
    2.3 時間同步技術(shù)原理
    2.4 數(shù)據(jù)存儲原理
    2.5 收錄系統(tǒng)指標(biāo)要求
    2.6 本章小結(jié)
第3章 嵌入式收錄系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
    3.1 收錄系統(tǒng)硬件總體設(shè)計
    3.2 收錄系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
        3.2.1 收錄系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)
        3.2.2 收錄系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)
    3.3 電源管理電路設(shè)計
        3.3.1 電源功耗分析
        3.3.2 電源電路設(shè)計
    3.4 模擬信號調(diào)理電路設(shè)計
        3.4.1 前置放大電路
        3.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)化電路
        3.4.3 ADC驅(qū)動電路設(shè)計
        3.4.4 ADC參考電壓電路設(shè)計
    3.5 數(shù)字信號調(diào)理電路設(shè)計
        3.5.1 同步電路
        3.5.2 數(shù)據(jù)接收電路
        3.5.3 數(shù)據(jù)存儲電路
    3.6 本章小結(jié)
第4章 嵌入式收錄系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 收錄系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    4.2 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計
        4.2.1 多通道同步采集軟件設(shè)計
        4.2.2 GPS時間同步軟件設(shè)計
        4.2.3 并行通信軟件設(shè)計
        4.2.4 數(shù)據(jù)存儲軟件設(shè)計
        4.2.5 收錄系統(tǒng)工作流程
        4.2.6 系統(tǒng)可靠性設(shè)計
    4.3 地面數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)測試與結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測試
        5.1.1 ADC數(shù)據(jù)采集測試
        5.1.2 GPS時間同步測試
    5.2 電磁屏蔽室內(nèi)測試
        5.2.1 短路噪聲測試
    5.3 貴州凱里附近礦區(qū)飛行測試
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
    6.1 成果總結(jié)
    6.2 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]鋰電池技術(shù)在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J]. 周芳,劉思,侯敏.  電源技術(shù). 2019(02)
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[5]FPGA的多路串口數(shù)據(jù)快速采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計[J]. 鄒德楠,彭月祥.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(12)
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博士論文
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[2]電磁探測特種電源技術(shù)的研究[D]. 付志紅.重慶大學(xué) 2007

碩士論文
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[3]半航空瞬變電磁接收機(jī)研制[D]. 張良.成都理工大學(xué) 2017
[4]半航空時間域瞬變電磁接收系統(tǒng)設(shè)計[D]. 蘇發(fā).吉林大學(xué) 2016
[5]空—地?zé)o人機(jī)瞬變電磁數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究[D]. 張曉宇.煤炭科學(xué)研究總院 2016
[6]半航空電磁一維正反演研究[D]. 許洋.成都理工大學(xué) 2014
[7]半航空電磁勘查系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 吳壽勇.成都理工大學(xué) 2014



本文編號：3694820