一种便携式多波束渔探仪的设计与研发

摘要

随着人们对海洋资源需求的日益增加，渔业资源的开发越来越受到重视。渔探仪作为探测海洋生物资源的一种手段，可以在船航行时利用声波探测鱼群及其他渔业生物的有无、方位、距离及种类等信息，对渔业生产提供了极大的帮助。目前，我国大力提倡远洋渔业及深水养殖，该类产品必将拥有巨大的市场潜力，前景十分看好。 本文首先介绍了渔探仪设备的发展历程，并对目前国内外比较先进的便携式渔探仪进行了比较研究，从而提炼出我们所要开发的便携式多波束渔探仪应具备的设计要求。然后叙述了便携式多波束渔探仪系统的设计方案，包括该系统参数的确定，硬件平台的设计，嵌入式操作系统的选取等等。论文着重讨论了便携式渔探仪数字处理部分的原理设计及几个关键技术的解决方法，比如：主控制器和主处理器的选择方案，采用主机接口(HPI)进行ARM芯片和DSP芯片的通信等。论文最后介绍了便携式多波束渔探仪系统所采用的五元十字阵方案，并对五元十字阵的定向技术进行了一些研究，重点比较了传统波束形成方法和Music法，并给出了定向仿真的数据和结果。通过对比，指出Music法主瓣尖锐、峰值明显、旁瓣起伏不明显，是一种非常理想的检测方法。尤其当出现双目标的时候，仿真图更为明确地证明了Music方法的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文研究背景及意义

1.2渔探仪研究使用的历史和国内外技术现状

1.3本文主要研究内容

第2章便携式多波束渔探仪系统设计

2.1系统参数的确定

2.2硬件平台设计方案

2.2.1硬件平台各功能模块的划分

2.2.2硬件平台主控制器和主处理器芯片的选取

2.2.3 ARM芯片与DSP搭配方案的确定

2.3带图形界面操作系统选择

2.3.1嵌入式操作系统介绍

2.3.2现有嵌入式操作系统

2.3.3操作系统的选择

2.4本章小结

第3章便携式多波束渔探仪硬件平台的实现

3.1 ARM侧硬件系统设计

3.1.1地址空间分配

3.1.2存储器模块

3.1.3 IDE/CF卡模块

3.1.4人机交互模块

3.2 DSP侧硬件系统设计

3.2.1 McBSP端口

3.2.2 TMS320C5509A的Bootloader方式

3.2.3模数转化模块

3.2.4数模转化模块

3.3 ARM与DSP的通信

3.3.1增强型主机接口

3.3.2 ARM与DSP的连接

3.4本章小结

第4章五元十字阵定向技术研究

4.1声基阵

4.1.1基阵设计

4.1.2波束形成技术

4.2五元十字阵定向技术研究

4.2.1信号模型

4.2.2传统波束形成

4.2.3 Music方法

4.2.4仿真与结果

4.2.5双目标定向

4.3本章小结

结论

参考文献

致谢