自容式潛標采集存儲技術研究.pdf

1、潛標系統(tǒng)在水下目標探測及海洋觀測工作中占據(jù)重要位置，是海洋觀測的重要設備，其可以在無人操作下連續(xù)、同步、自動的采集海洋環(huán)境和海洋氣象等水文信息。本文根據(jù)所參加的海上實驗要求，設計了一套完整的，能夠接收矢量水聽器和聲壓水聽器信號的四通道深海自容式潛標采集存儲系統(tǒng)。
　　設計包括潛標標體的設計、模擬信號調理及數(shù)字控制電路的設計、數(shù)字控制程序設計、系統(tǒng)性能測試四大部分，潛標系統(tǒng)標體采用302不銹鋼材料，耐性性能良好，可布放在4000米水

2、深處進行工作，標體內部固定了電路板和鋰電池組，其中鋰電池組的供電可支持潛標系統(tǒng)在水下連續(xù)工作10天。模擬信號調理電路由前置放大電路、可控增益濾波電路及差分放大電路構成，實現(xiàn)了對水聽器前端微弱信號的放大及濾波預處理的功能。數(shù)字控制電路由ADS1274模數(shù)轉換模塊、FPGA數(shù)字采集模塊、STM32主控芯片模塊、SD卡存儲電路、SA.45s CSAC銣鐘授時模塊及DP83848網(wǎng)絡通信電路構成。數(shù)字控制程序中采用FPGA作為系統(tǒng) A/D轉換控

3、制器，將 A/D轉換后的數(shù)據(jù)緩存在FPGA的雙口RAM中，主控芯片再通過STM32內置的FSMC并行總線與FPGA控制器相連，進行數(shù)據(jù)通信，讀取FPGA RAM中的數(shù)據(jù)存入SD卡中，對數(shù)據(jù)進行FAT32格式文件存儲。潛標系統(tǒng)的SA.45s CSAC銣原子鐘模塊可通過在程序中發(fā)送命令精確授時潛標，使多個潛標模塊能夠完成同步采集工作。主控芯片的網(wǎng)絡模塊負責連接潛標和上位機，通過網(wǎng)口通信對潛標系統(tǒng)進行功能配置，將采集到的數(shù)據(jù)實時的傳送給上位機