本文以“某港口航道水深適時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究”項(xiàng)目為背景,針對(duì)港口水深測(cè)量系統(tǒng)中發(fā)射的水聲信號(hào),采用基于GPS時(shí)間同步技術(shù)、以MCU+FPGA為核心控制單元的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了一套適用于工程實(shí)際的水聲信號(hào)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為港口航道水深適時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要部分,具有極為重要的意義。水聲信號(hào)數(shù)據(jù)采集控制的核心是FPGA,時(shí)序電路的設(shè)計(jì)采用VHDL語言實(shí)現(xiàn)。主要任務(wù)是控制ADC與FIFO的工作時(shí)序相互配合,實(shí)現(xiàn)水聲信號(hào)的高速采集與存儲(chǔ)。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于港口航道的一側(cè),水聲信號(hào)的發(fā)射端位于港口航道另一側(cè),在同步技術(shù)方面,系統(tǒng)使用GPS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。發(fā)射換能器和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的處理器同時(shí)讀取GPS的時(shí)間信息,到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)刻時(shí),水聲信號(hào)發(fā)射端和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)水聲信號(hào)的異地同步采集。水聲信號(hào)數(shù)據(jù)的算法處理是由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集完成之后,單片機(jī)讀取FIFO中的數(shù)據(jù),并對(duì)其作信號(hào)的短時(shí)能量分析,判斷出水聲信號(hào)的起始點(diǎn),然后將水聲信號(hào)的有效數(shù)據(jù)和水聲信號(hào)起始點(diǎn)的位置通過VHF發(fā)送到上位機(jī)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明,本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)在采樣率為4MHz時(shí)工作穩(wěn)定可靠,功耗低,測(cè)量精度高,具有較強(qiáng)的實(shí)用性,在水聲信號(hào)的采集與處理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽:
數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間:
2022-06-04
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