小型水声信号监测记录系统设计与实现
发布时间：2022-10-10 21:42
在鱼雷攻击水下声靶试验中,常使用第三方监测系统作为试验失败时原因查找的依据。但如果是鱼雷攻击活动声靶试验,因为鱼雷和活动声靶均处于水下运动状态,则无法使用常规监测手段来解决试验结果的判别问题。论文设计并实现了一种小型的水声信号监测记录系统,此系统采用小型化设计以减少重量,采用流线型设计以减少流体影响,采用低功耗设计以减小供电需求,搭载于活动声靶使用以解决鱼雷攻击活动声靶试验结果的判别问题。论文在小型水声信号监测记录系统方案论证上,明确了系统研制指标,分析了系统的组成与功能,阐述了系统工作原理及使用方法,并提出了外协部件的研制要求和指标。在监测记录电路硬件设计部分,分析了硬件设计思想,挑选了核心器件的型号,介绍了主要电路模块的设计,并设计和制作了PCB电路板。在监测记录电路软件设计中,分析了软件总体流程,制定了上下位机通信协议,并对软件中主要的USB程序模块、信号采集程序模块和数据存储程序模块的设计进行了重点介绍。在上位机软件的设计部分,则完成了软件需求分析,总结归纳了软件流程,并对参数设置程序模块和数据回放程序模块进行了详细设计。论文最后介绍了在完成系统研制后进行的三项试验:系统工作环...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
1.2 数据采集技术的发展与现状
1.3 数据存储技术的发展与现状
1.4 论文研究的内容及结构
第2章 系统方案论证
2.1 系统指标
2.1.1 系统总体技术指标
2.1.2 监测记录系统技术指标
2.1.3 上位机软件功能指标
2.2 总体方案设计
2.2.1 系统组成与功能
2.2.2 系统工作原理
2.2.3 系统使用方式
2.3 外协部件设计方案和成品
2.3.1 研制要求和指标
2.3.2 外协部件成品
2.4 本章小结
第3章 监测记录电路硬件设计
3.1 设计思想
3.2 器件选型
3.2.1 电池
3.2.2 充电芯片
3.2.3 稳压芯片
3.2.4 主控MCU
3.2.5 存储卡
3.2.6 USB接口
3.2.7 A/D
3.2.8 信号调理电路
3.3 电路设计
3.3.1 前放电路
3.3.2 滤波电路
3.3.3 AD采样电路
3.3.4 STM32最小系统电路
3.3.5 USB接口电路
3.3.6 SDIO接口电路
3.3.7 电源系统电路
3.4 PCB板设计
3.5 本章小结
第4章 监测记录电路软件设计
4.1 软件总体设计
4.1.1 开发环境介绍
4.1.2 软件流程
4.1.3 通信协议
4.2 USB程序模块设计
4.2.1 STM32 USB控制器简介
4.2.2 USB Mass Storage程序
4.2.3 USB程序移植
4.3 信号采集程序模块设计
4.3.1 SPI数据传输
4.3.2 DMA乒乓缓存
4.4 数据存储程序模块设计
4.4.1 MicroSD卡驱动程序
4.4.2 FatFs文件系统移植
4.5 本章小结
第5章 上位机软件设计
5.1 上位机软件总体设计
5.1.1 软件开发环境和工具
5.1.2 需求分析
5.1.3 设计思想
5.2 参数设置程序模块设计
5.2.1 上下位机通信
5.2.2 参数设置
5.2.3 状态检测
5.3 数据回放程序模块设计
5.3.1 OCX控件简介
5.3.2 数据回放人机操作界面实现
5.4 本章小结
第6章 系统试验
6.1 系统工作环境模拟试验
6.2 系统功能试验
6.2.1 系统对时和参数下载功能试验
6.2.2 系统时间和工作参数查询功能试验
6.2.3 信号记录与存储功能试验
6.2.4 数据回放功能试验
6.3 系统性能试验
6.3.1 动态范围试验
6.3.2 声学信号记录试验
6.3.3 标听对比试验
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]FatFs文件系统在微型水声监测系统中的应用[J]. 邓开,邱政,梁国龙. 电脑知识与技术. 2016(22)
[2]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[3]鱼雷试验中雷靶水声信号识别方法[J]. 孙涛,侯代文. 鱼雷技术. 2013(01)
[4]双接口电子存储设备技术的研究[J]. 蒋欣,杨莹. 航空计算技术. 2011(04)
[5]基于STM32F103XX微处理器的Micro SD卡读写[J]. 徐建功,赵捷,李伟,田杰. 现代电子技术. 2010(20)
[6]基于嵌入式ARM系统的应用分析[J]. 刘波. 商场现代化. 2010(11)
[7]基于嵌入式操作系统的USB设备主机驱动程序的设计[J]. 段沛沛,赵明. 福建电脑. 2008(11)
[8]水下利剑——中国海军的鱼雷发展[J]. 陈光文. 兵器知识. 2008(09)
[9]电路设计中元器件的使用可靠性[J]. 王殿超,郑学仁. 电子产品可靠性与环境试验. 2007(05)
[10]高速电路印刷电路板的可靠性设计[J]. 于月森,伍小杰,王青春. 电子质量. 2006(11)
硕士论文
[1]建筑材料质量监测数据采集系统设计与开发[D]. 代方远.沈阳航空航天大学 2014
[2]用于数字输出传感器的I~2C/SPI总线设计[D]. 张铖瑶.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于闪存阵列的高速数据存储技术研究[D]. 蒲南江.中北大学 2012
[4]基于ARM的光泽计设计[D]. 陈凌.东华大学 2011
[5]浮标基水下声信号处理平台设计与实现[D]. 张磊.哈尔滨工程大学 2010
[6]串并结合的维特比算法的FPGA实现[D]. 杨刚.北京邮电大学 2009
[7]水声信号数据采集与处理的关键技术研究[D]. 程立峰.大连海事大学 2008
[8]天生桥一级水电站大坝安全监测信息系统的开发与研究[D]. 段国定.昆明理工大学 2007
[9]鱼雷声靶技术研究[D]. 蒋均齐.国防科学技术大学 2006
[10]基于FPGA的DVB-C调制器设计[D]. 高翔峰.北京工业大学 2006
本文编号：3690405
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
1.2 数据采集技术的发展与现状
1.3 数据存储技术的发展与现状
1.4 论文研究的内容及结构
第2章 系统方案论证
2.1 系统指标
2.1.1 系统总体技术指标
2.1.2 监测记录系统技术指标
2.1.3 上位机软件功能指标
2.2 总体方案设计
2.2.1 系统组成与功能
2.2.2 系统工作原理
2.2.3 系统使用方式
2.3 外协部件设计方案和成品
2.3.1 研制要求和指标
2.3.2 外协部件成品
2.4 本章小结
第3章 监测记录电路硬件设计
3.1 设计思想
3.2 器件选型
3.2.1 电池
3.2.2 充电芯片
3.2.3 稳压芯片
3.2.4 主控MCU
3.2.5 存储卡
3.2.6 USB接口
3.2.7 A/D
3.2.8 信号调理电路
3.3 电路设计
3.3.1 前放电路
3.3.2 滤波电路
3.3.3 AD采样电路
3.3.4 STM32最小系统电路
3.3.5 USB接口电路
3.3.6 SDIO接口电路
3.3.7 电源系统电路
3.4 PCB板设计
3.5 本章小结
第4章 监测记录电路软件设计
4.1 软件总体设计
4.1.1 开发环境介绍
4.1.2 软件流程
4.1.3 通信协议
4.2 USB程序模块设计
4.2.1 STM32 USB控制器简介
4.2.2 USB Mass Storage程序
4.2.3 USB程序移植
4.3 信号采集程序模块设计
4.3.1 SPI数据传输
4.3.2 DMA乒乓缓存
4.4 数据存储程序模块设计
4.4.1 MicroSD卡驱动程序
4.4.2 FatFs文件系统移植
4.5 本章小结
第5章 上位机软件设计
5.1 上位机软件总体设计
5.1.1 软件开发环境和工具
5.1.2 需求分析
5.1.3 设计思想
5.2 参数设置程序模块设计
5.2.1 上下位机通信
5.2.2 参数设置
5.2.3 状态检测
5.3 数据回放程序模块设计
5.3.1 OCX控件简介
5.3.2 数据回放人机操作界面实现
5.4 本章小结
第6章 系统试验
6.1 系统工作环境模拟试验
6.2 系统功能试验
6.2.1 系统对时和参数下载功能试验
6.2.2 系统时间和工作参数查询功能试验
6.2.3 信号记录与存储功能试验
6.2.4 数据回放功能试验
6.3 系统性能试验
6.3.1 动态范围试验
6.3.2 声学信号记录试验
6.3.3 标听对比试验
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]FatFs文件系统在微型水声监测系统中的应用[J]. 邓开,邱政,梁国龙. 电脑知识与技术. 2016(22)
[2]锂离子电池发展现状及其前景分析[J]. 闫金定. 航空学报. 2014(10)
[3]鱼雷试验中雷靶水声信号识别方法[J]. 孙涛,侯代文. 鱼雷技术. 2013(01)
[4]双接口电子存储设备技术的研究[J]. 蒋欣,杨莹. 航空计算技术. 2011(04)
[5]基于STM32F103XX微处理器的Micro SD卡读写[J]. 徐建功,赵捷,李伟,田杰. 现代电子技术. 2010(20)
[6]基于嵌入式ARM系统的应用分析[J]. 刘波. 商场现代化. 2010(11)
[7]基于嵌入式操作系统的USB设备主机驱动程序的设计[J]. 段沛沛,赵明. 福建电脑. 2008(11)
[8]水下利剑——中国海军的鱼雷发展[J]. 陈光文. 兵器知识. 2008(09)
[9]电路设计中元器件的使用可靠性[J]. 王殿超,郑学仁. 电子产品可靠性与环境试验. 2007(05)
[10]高速电路印刷电路板的可靠性设计[J]. 于月森,伍小杰,王青春. 电子质量. 2006(11)
硕士论文
[1]建筑材料质量监测数据采集系统设计与开发[D]. 代方远.沈阳航空航天大学 2014
[2]用于数字输出传感器的I~2C/SPI总线设计[D]. 张铖瑶.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于闪存阵列的高速数据存储技术研究[D]. 蒲南江.中北大学 2012
[4]基于ARM的光泽计设计[D]. 陈凌.东华大学 2011
[5]浮标基水下声信号处理平台设计与实现[D]. 张磊.哈尔滨工程大学 2010
[6]串并结合的维特比算法的FPGA实现[D]. 杨刚.北京邮电大学 2009
[7]水声信号数据采集与处理的关键技术研究[D]. 程立峰.大连海事大学 2008
[8]天生桥一级水电站大坝安全监测信息系统的开发与研究[D]. 段国定.昆明理工大学 2007
[9]鱼雷声靶技术研究[D]. 蒋均齐.国防科学技术大学 2006
[10]基于FPGA的DVB-C调制器设计[D]. 高翔峰.北京工业大学 2006
本文编号：3690405
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3690405.html
