低频海洋环境噪声采集系统的设计与实现

论文摘要

海洋环境噪声是海洋的一个重要声学特征。海洋环境噪声的研究与应用已经得到人们的广泛关注和重视。随着现代军事的需求和海洋事业的需要,海洋环境噪声的研究和应用的发展势头必将更加迅速,为更好的了解海洋信息,就需要采集海洋环境噪声数据。本文设计并实现了海洋环境噪声采集系统,该系统通过潜标的方式进行布放,多套潜标同时工作时,采用同步工作模式,可以实现空间多点声场的同步采集。利用矢量水听器拾取声场中的声压和振速信号,输出信号经过预处理后进行采样,得到的数据可在潜标中自容式存储。论文首先给出了在海洋环境下工作的采集系统的总体方案。其次,针对潜标的工作特点和数据采集的要求进行了硬件设计。系统选用Texas Instruments公司的TMS320VC5509A低功耗DSP (Digital Signal Processor)芯片为主处理单元,16G的CF (Compact Flash)卡为主存储介质,根据技术指标设计并绘制电路原理图及制作电路板。论文第三章给出了海洋环境噪声采集系统的软件开发流程,并设计了FAT (File Allocation Table)32文件系统,能够通过PC机以dat文件形式显示存储在CF卡上噪声数据。论文最后分析了系统的性能及海上试验情况。海上试验的结果证明海洋环境噪声采集系统工作稳定可靠,能准确拾取海洋环境噪声,可应用于海洋开发领域中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的背景及意义
• 1.2 海洋环境噪声测量研究现状
• 1.3 数据采集系统发展概况
• 1.4 论文的研究目标
• 1.5 论文的主要内容
• 第2章 采集系统硬件平台的设计与实现
• 2.1 概述
• 2.2 数字处理板硬件设计
• 2.2.1 主处理芯片的选型
• 2.2.2 自举电路设计
• 2.2.3 电源电路设计
• 2.2.4 模数转换电路设计
• 2.2.5 数据存储电路设计
• 2.2.6 数据传输电路设计
• 2.2.7 时序逻辑电路设计
• 2.2.8 实时时钟电路设计
• 2.2.9 USB接口电路设计
• 2.3 同步采集及同步器
• 2.4 本章小结
• 第3章 采集系统软件开发
• 3.1 概述
• 3.2 软件开发环境
• 3.3 系统软件开发
• 3.3.1 系统软件总体设计
• 3.3.2 自检模块程序设计
• 3.3.3 AD数据采集模块程序设计
• 3.3.4 罗经数据采集模块程序设计
• 3.3.5 数据存储程序设计
• 3.3.6 FAT32文件系统及其软件开发
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统性能测试及海上试验
• 4.1 概述
• 4.2 系统性能测试
• 4.2.1 电路噪声
• 4.2.2 CF卡存储电路测试
• 4.2.3 恒温晶体选择及系统同步测试
• 4.2.4 系统功耗
• 4.2.5 系统稳定性测试
• 4.3 系统试验情况
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录