自容式潜标采集存储技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:walter1i
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潜标系统在水下目标探测及海洋观测工作中占据重要位置,是海洋观测的重要设备,其可以在无人操作下连续、同步、自动的采集海洋环境和海洋气象等水文信息。本文根据所参加的海上实验要求,设计了一套完整的,能够接收矢量水听器和声压水听器信号的四通道深海自容式潜标采集存储系统。  设计包括潜标标体的设计、模拟信号调理及数字控制电路的设计、数字控制程序设计、系统性能测试四大部分,潜标系统标体采用302不锈钢材料,耐性性能良好,可布放在4000米水深处进行工作,标体内部固定了电路板和锂电池组,其中锂电池组的供电可支持潜标系统在水下连续工作10天。模拟信号调理电路由前置放大电路、可控增益滤波电路及差分放大电路构成,实现了对水听器前端微弱信号的放大及滤波预处理的功能。数字控制电路由ADS1274模数转换模块、FPGA数字采集模块、STM32主控芯片模块、SD卡存储电路、SA.45s CSAC铷钟授时模块及DP83848网络通信电路构成。数字控制程序中采用FPGA作为系统 A/D转换控制器,将 A/D转换后的数据缓存在FPGA的双口RAM中,主控芯片再通过STM32内置的FSMC并行总线与FPGA控制器相连,进行数据通信,读取FPGA RAM中的数据存入SD卡中,对数据进行FAT32格式文件存储。潜标系统的SA.45s CSAC铷原子钟模块可通过在程序中发送命令精确授时潜标,使多个潜标模块能够完成同步采集工作。主控芯片的网络模块负责连接潜标和上位机,通过网口通信对潜标系统进行功能配置,将采集到的数据实时的传送给上位机,对数据进行后续处理。  系统测试部分包括潜标系统性能和指标的测试以及水池抗压实验和南海海试实验,测试结果证明潜标系统工作良好,采集到的数据有效、可靠。
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