模拟成像声纳的数字化技术研究

摘要

对模拟声纳进行数字化离不开数据采集系统。本论文针对模拟成像声纳的上行信号的特点，以Seabat6012声纳为研究对象，开发了一套能够对声纳上行模拟信号进行实时采集的数据采集系统。文中首先介绍了数据采集系统的原理、发展状况和Seabat6012声纳，然后给出了模拟声纳信号数据采集系统的实现方案和设计调试过程。系统的硬件采用了计算机内置PCI总线板卡，使用赛普拉斯公司生产的CY7C09449-AC作为PCI总线接口芯片和ALTERA公司的CPLD芯片EPM7256，应用ALTERA公司的QuatusⅡ软件进行系统的逻辑设计。根据信号的特点讨论了A/D转换电路的形式，对于数据采集中的缓冲结构进行了讨论和设计。从WDM驱动程序的概念、功能等方面入手介绍，系统的说明了WDM驱动程序的基本情况和特点，并且结合系统的特点选择了一种驱动开发环境Driverworks，针对本设计中的数据采集系统与接口芯片开发了一个运行于Windows2000操作系统下的驱动程序，详细给出了驱动程序的结构，将设计思想和具体实现的方法结合起来。并简要介绍了驱动程序安装、调试的过程，对于调试过程中出现的问题进行讨论并给出解决的方法。最后介绍了该采集系统在水下智能机器人声引导系统上的应用情况。该系统在水下智能机器人外场实验中完成了实验任务，并通过了实验验证。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2数据采集系统概述

1.2.1高速数据采集系统发展概况

1.2.2数据采集系统的关键指标

1.3 Seabat 6012多波束声纳简介

1.4系统总体方案

1.5论文主要研究内容

第2章数据采集系统的电路设计

2.1引言

2.2数据转换结构确定

2.2.1 Seabat6012声纳数据上行协议

2.2.2模/数转换的常用方法

2.2.3采样时钟和A/D转换器的确定

2.2.4 A/D转换电路

2.3总线接口的确定

2.3.1 PCI总线特点

2.3.2 PCI总线接口芯片CY7C09449-AC

2.4逻辑及系统结构设计

2.4.1可编程逻辑器件简介

2.4.2采集系统中数据缓冲结构的确定

2.4.3缓冲区读写时序的实现

2.5本章小结

第3章设备驱动程序设计

3.1引言

3.2 WDM驱动程序设计

3.2.1 WDM驱动程序与Windows2000系统结构

3.2.2 WDM内核模式驱动程序的特性

3.2.3 WDM设备驱动程序的层次结构

3.2.4 WDM驱动程序所实现的功能

3.3本系统的驱动程序开发

3.3.1驱动程序整体设计思想

3.3.2Pcicard.h文件

3.3.3 PcicardDevice.h文件

3.3.4 Pcicardioctl.h文件

3.3.5 Pcicard.cpp文件

3.3.6 PcicardDevice.cpp文件

3.4 WDM驱动程序的安装

3.4.1驱动程序的安装过程

3.4.2 INF文件

3.5驱动程序的调试

3.6本章小结

第4章系统应用情况简介

4.1 PC104结构与VxWorks操作系统简介

4.2系统结构

4.3实验结果

4.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢