在目前河流流量的測量中,聲學多普勒流速剖面儀ADCP（Acoustic Doppler Current Profilers）是一種極為先進的測量設(shè)備。隨著它的出現(xiàn)和廣泛使用,給水文工作者和相關(guān)的水利部門都帶來了很大的方便,同時也使得測量不穩(wěn)定流和受潮汐影響的流速流量測量成為了可能。近年來,隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,我國在ADCP系統(tǒng)的實時動態(tài)、高速度、長時間可存儲、遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化方面都取得了很大的進步。本課題是根據(jù)實際項目的具體需要,利用開放式多媒體應(yīng)用平臺OMAP（Open Multimedia Application Plant）設(shè)計實現(xiàn)的ADCP測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有存儲接口和高速度、高處理能力等特點,它由OMAP-L138雙核處理器（ARM+DSP）和超聲波傳感器信號電路組成。論文介紹了ADCP測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計和軟件開發(fā)。硬件電路設(shè)計由以下兩部分組成:一、超聲波信號發(fā)射模塊硬件電路設(shè)計,包括周期信號產(chǎn)生電路及信號功率放大電路;二、超聲波信號接收模塊硬件電路設(shè)計,包括信號放大電路,帶通濾波電路,混頻、低通濾波電路和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。而軟件開發(fā)包括OMAP-L138主... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 ADCP系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)
    1.3 論文的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 測量原理及系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 超聲波流量計分類
    2.2 多普勒效應(yīng)
        2.2.1 觀察點靜止，聲源運動
        2.2.2 觀察點運動，聲源靜止
    2.3 ADCP測量原理
        2.3.1 測量原理
        2.3.2 流速、流量方程
        2.3.3 水深單元分層的基本思想
    2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計及相關(guān)模塊介紹
第三章 超聲波信號電路硬件設(shè)計
    3.1 電源模塊的設(shè)計
    3.2 超聲波信號電路發(fā)射模塊的設(shè)計與調(diào)試
        3.2.1 周期信號產(chǎn)生電路
            3.2.1.1 多諧振蕩器的設(shè)計
            3.2.1.2 用 74LS74與CD4017實現(xiàn)分頻電路的設(shè)計
            3.2.1.3 CD4046鎖相環(huán)與N倍頻電路設(shè)計
    3.3 超聲波信號電路接收模塊的設(shè)計與調(diào)試
        3.3.1 信號放大電路設(shè)計
        3.3.2 MFB濾波器的設(shè)計
        3.3.3 混頻及低通濾波器的設(shè)計
第四章 OMAP—L138平臺概述
    4.1 OMAP-L138硬件平臺介紹
    4.2 OMAP-L138的啟動過程
    4.3 主控單元中基于ARM926核的軟件設(shè)計
    4.4 主控單元中基于DSP核的A/D及軟件設(shè)計
        4.4.1 系統(tǒng)總體框圖設(shè)計
        4.4.2 硬件電路的實現(xiàn)
        4.4.3 軟件設(shè)計
            4.4.3.1 主程序流程圖
            4.4.3.2 數(shù)據(jù)采集程序流程圖
            4.4.3.3 信號處理程序流程圖
    4.5 基于ARM核與DSP核間的通信機制
        4.5.1 DSPLINK概述
第五章 信號處理算法分析
    5.1 多普勒信號的特點
        5.1.1 時域表達式
        5.1.2 頻域的多普勒信號
        5.1.3 流速與功率譜密度之間的關(guān)系
    5.2 數(shù)據(jù)處理算法分析
        5.2.1 數(shù)字濾波算法分析
        5.2.2 譜估計算法分析
            5.2.2.1 周期圖法功率譜估計
            5.2.2.2 Welch法功率譜估計
            5.2.2.3 復解析帶通濾波器的復調(diào)制細化譜分析
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]聲學多普勒測流儀原理及應(yīng)用[J]. 黃毅.  氣象水文海洋儀器. 2013(04)
[2]淺析多普勒原理[J]. 魏威,陳愛萍.  文理導航(下旬刊). 2013(08)
[3]淺談ADCP測流時的誤差及處理[J]. 倪霦,蘭文婷.  科技信息. 2013(20)
[4]聲學多普勒流速剖面儀ADCP及其在水文測流中的應(yīng)用[J]. 藍標,曲娟.  氣象水文海洋儀器. 2011(04)
[5]基于OMAP-L138處理器的AD模塊設(shè)計[J]. 梁龍,翟守忠,李富偉.  采礦技術(shù). 2011(06)
[6]基于雙核處理器OMAP5910的超聲多普勒流量計[J]. 王明偉,姚展,李秦君.  計算機測量與控制. 2009(10)
[7]一種新型太陽能鎳鎘電池充電器[J]. 韋波.  電子技術(shù). 2004(03)
[8]ADCP流量測驗應(yīng)用研究[J]. 李志敏.  廣西水利水電. 2003(03)
[9]多普勒和多普勒效應(yīng)的起源[J]. 劉戰(zhàn)存.  物理. 2003(07)
[10]多普勒效應(yīng)公式的一種新的推導方法[J]. 張秀梅.  錦州醫(yī)學院學報. 2001(02)

碩士論文
[1]基于OMAP-L138的數(shù)據(jù)采集存儲技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 王哲.哈爾濱工程大學 2013
[2]基于聲學多普勒流量測量系統(tǒng)的研究[D]. 鄧鵬.內(nèi)蒙古科技大學 2008
[3]嵌入式ADCP系統(tǒng)的設(shè)計與信號優(yōu)化[D]. 李屹璐.大連理工大學 2007
[4]聲頻定向超聲波換能器的研究[D]. 焦麗華.電子科技大學 2007
[5]基于雙核處理器的ADCP系統(tǒng)研制與開發(fā)[D]. 王偉.大連理工大學 2006
[6]高精度超聲波測距儀的研究設(shè)計[D]. 王瑩.華北電力大學（北京） 2006
[7]雙頻超聲波多普勒流量計的研究與設(shè)計[D]. 亓月剛.大連理工大學 2004



本文編號：3020341