本文以“某港口航道水深適時監(jiān)測技術研究”項目為背景,針對港口水深測量系統(tǒng)中發(fā)射的水聲信號,采用基于GPS時間同步技術、以MCU+FPGA為核心控制單元的設計方案,設計了一套適用于工程實際的水聲信號數(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監(jiān)測技術的重要部分,具有極為重要的意義。水聲信號數(shù)據(jù)采集控制的核心是FPGA,時序電路的設計采用VHDL語言實現(xiàn)。主要任務是控制ADC與FIFO的工作時序相互配合,實現(xiàn)水聲信號的高速采集與存儲。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于港口航道的一側,水聲信號的發(fā)射端位于港口航道另一側,在同步技術方面,系統(tǒng)使用GPS技術來實現(xiàn)。發(fā)射換能器和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的處理器同時讀取GPS的時間信息,到達預設時刻時,水聲信號發(fā)射端和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時啟動,實現(xiàn)對水聲信號的異地同步采集。水聲信號數(shù)據(jù)的算法處理是由單片機實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)采集完成之后,單片機讀取FIFO中的數(shù)據(jù),并對其作信號的短時能量分析,判斷出水聲信號的起始點,然后將水聲信號的有效數(shù)據(jù)和水聲信號起始點的位置通過VHF發(fā)送到上位機。實驗測試證明,本文設計的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)在采樣率為4MHz時工作穩(wěn)定可靠,功耗低,測量精度高,具有較強的實用性,在水聲信號的采集與處理方面有著廣闊的應用前景。
標簽:
數(shù)據(jù)采集
上傳時間:
2022-06-04
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