隨著近年來(lái)城市化的高速發(fā)展和人類活動(dòng)的愈發(fā)頻繁,線路鋪設(shè)、考古挖掘、地質(zhì)勘探等淺地表探測(cè)活動(dòng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。對(duì)地表淺層進(jìn)行勘探、檢測(cè)等活動(dòng)經(jīng)常采用探地雷達(dá)、頻率域電磁法和時(shí)間域電磁法等方法,其中頻率域電磁法與其他兩者相比,具有信噪比高,抗干擾能力強(qiáng),工作成本低等優(yōu)勢(shì)而被廣泛運(yùn)用。本文總結(jié)了淺地表電磁探測(cè)的基本原理和工作流程,在吉林大學(xué)自主研制的淺地表頻率域電磁探測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,為了提高系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)性,設(shè)計(jì)了基于FPGA的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。利用FPGA的并行處理特性,替代系統(tǒng)原有的數(shù)字處理模塊DSP實(shí)現(xiàn)正交鎖定放大算法,基于FPGA+STM32架構(gòu),設(shè)計(jì)淺地表電磁探測(cè)系統(tǒng),在數(shù)據(jù)采集的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,對(duì)淺地表內(nèi)的金屬異常體進(jìn)行探測(cè)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1、數(shù)據(jù)采集及前端調(diào)理電路研究�；诟叩入娐泛湍�(shù)轉(zhuǎn)換理論設(shè)計(jì)前端數(shù)據(jù)快速采集系統(tǒng),保證了信號(hào)精度和傳輸速度。2、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。基于微弱信號(hào)檢測(cè)原理,采用數(shù)字鎖相中的正交鎖定放大技術(shù)對(duì)微弱電磁信號(hào)進(jìn)行相位幅值分析,得到淺地表信息上傳至上位機(jī)從而辨別出地表內(nèi)是否存在金屬異常體。3、高效控制單元研究。采用FPGA+STM32的架構(gòu),...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 淺地表電磁探測(cè)原理及系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 淺地表電磁探測(cè)原理
        2.1.1 電磁波在地下介質(zhì)的傳播特性
        2.1.2 電磁探測(cè)系統(tǒng)工作原理
    2.2 微弱信號(hào)檢測(cè)原理
        2.2.1 常見噪聲分析
        2.2.2 鎖相放大器基本原理
        2.2.3 正交鎖定放大技術(shù)
    2.3 探測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)處理技術(shù)研究
    3.1 前端調(diào)理電路技術(shù)研究
        3.1.1 放大濾波電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 高效模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)
    3.2 FPGA內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸和處理模塊總體設(shè)計(jì)
        3.2.1 FPGA開發(fā)平臺(tái)
        3.2.2 內(nèi)部關(guān)鍵模塊總體設(shè)計(jì)
    3.3 基于FPGA的數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)計(jì)
        3.3.1 SPI接口設(shè)計(jì)
        3.3.2 數(shù)據(jù)傳輸單元設(shè)計(jì)
    3.4 基于FPGA的正交鎖定放大算法設(shè)計(jì)
        3.4.1 雙精度浮點(diǎn)數(shù)儲(chǔ)存方式
        3.4.2 數(shù)據(jù)緩存FIFO設(shè)計(jì)
        3.4.3 數(shù)據(jù)處理單元設(shè)計(jì)
        3.4.4 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算模塊測(cè)試
    3.5 FPGA內(nèi)部其他模塊設(shè)計(jì)
        3.5.1 發(fā)射控制模塊設(shè)計(jì)
        3.5.2 譯碼電路模塊設(shè)計(jì)
        3.5.3 數(shù)據(jù)拆分模塊設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 控制存儲(chǔ)單元及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)
    4.1 基于STM32 的軟件開發(fā)平臺(tái)介紹
        4.1.1 STM32 芯片選型
        4.1.2 Eclipse開發(fā)平臺(tái)
        4.1.3 FreeRTOS操作系統(tǒng)和FatFS文件系統(tǒng)的使用
    4.2 控制單元設(shè)計(jì)
        4.2.1 主控單元總體設(shè)計(jì)
        4.2.2 FSMC總線技術(shù)
        4.2.3 礦化反應(yīng)及其校正技術(shù)
    4.3 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
    5.1 硬件電路測(cè)試
    5.2 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性對(duì)比測(cè)試
    5.3 金屬異常體對(duì)比測(cè)試
    5.4 測(cè)試結(jié)果分析
第6章 全文總結(jié)及建議
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間所取得的科研成果
作者簡(jiǎn)介
致謝



本文編號(hào)：3770581