水下定位用浮标数据管控系统研制

摘要

随着海洋技术的发展，水下定位技术越来越受到世界各个国家的重视。水下定位技术已发展成为水声领域非常重要的一门学科，解决了海洋开发过程中的许多重大问题。高精度的水下定位技术有力的支持了水下潜器、水下机器人、海底开采、海洋石油开发等重要课题的发展。
　　高精度水下定位技术基于卫星定位与超短基线定位相结合的原理，实现水下目标的精确定位。论文在此背景之下，研制了水下定位用浮标数据管控系统。论文首先结合水下定位的意义及发展，讲述了本系统研制的目的及意义。随后给出了系统的硬件设计，包括FPGA接收与转发单元、电平转换单元、数据存储单元以及上下电单元。数据存储单元采用低功耗型DSP—TMS320VC5509A为主控芯片，上下电单元采用低功耗MSP430F149型单片机作为值守单元。然后论文详细的阐述了系统的软件设计。对于FPGA单元，采用了VHDL编程语言，利用状态机的形式完成数据的接收与转发；数据存储部分采用FAT32文件系统，实现对数据的管理，存储的介质为SD卡，存储软件主要完成 SD卡的识别、FAT32文件系统的初始化、文件系统的存储、实时时钟的配置与读取等任务；上下电单元分别阐述了发送模块与接收模块的程序流程图设计。
　　论文在最后对系统的各个单元以及整机进行了测试，包括SD卡存储、USB读卡测速、FPGA接收转发、系统电源电压范围与功耗以及上下电单元的测试，结果表明了各个单元模块能够完成系统的性能指标。整机的测试包括设备的长时间工作的稳定可靠性、高低温及湿度试验，结果验证了该系统具有较高的可靠性与稳定性。

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第1章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 水下定位技术发展现状

1.3 本文的主要内容

第2章 系统硬件设计

2.1系统设计指标与设计方案

2.2 FPGA数据接收与转发

2.3 电平转换单元

2.4 数据存储单元

2.5 电源远端控制单元

2.6 本章小结

第3章 软件设计

3.1 FPGA软件设计

3.2 DSP数据存储单元软件设计

3.3 电源远端控制单元软件设计

3.4 本章小结

第4章 系统调试与测试

4.1 SD存储卡错误率测试

4.2 USB读卡测速

4.3 FPGA状态机测试

4.4 系统电源电压范围及功耗测试

4.5 电源远端控制单元测试

4.6 整机测试

4.7 高低温及湿度测试

4.8 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录