关于输水管线智能听漏仪的研制及漏水声音信号处理的研究

摘要

对输水管道的检测方法主要采用漏水声音信号监听法,所用仪器多为听漏仪.本文研究的检测装置以DSP为核心硬件处理器,并且嵌入了软件分析方法,从而给检漏人员带来了更方便更确切的判断依据.文中首先详细介绍了DSP芯片在输水管线检测仪器中的应用.其次,文中论述了对漏水声音信号的硬件及软件处理方法.快速傅立叶变换和自相关算法的应用在漏水声音信号处理中的应用在文中有详细的论述.同时将快速傅立叶变换,自相关算法嵌入到DSP芯片TMS320VC5402中运行.应用本文所介绍的硬件平台及软件处理方法,研制出了便携式的智能听漏仪.该仪器具有耗电低、携带方便、多通道滤波等优点,能够在复杂的背景噪声中检测出漏水点,而且通过软件分析可以对漏水点的具体情况有一定了解.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

1绪论

1.1课题来源及意义

1.2输水管线检测方法及现状

1.2.1非声音法测漏

1.2.2声音法测漏

1.3论文的主要研究内容及目的

2漏水声音信号的性质

2.1漏水声音信号的特点

2.2噪声(干扰)特征

3智能听漏仪的原理与整体设计

3.1平稳随机过程

3.2平稳过程的频谱分析和能谱分析

3.3协方差函数和相关函数

3.3.1方差函数

3.3.2相关函数

3.4整体仪器结构

3.4.1仪器原理图

4 DSP芯片介绍

4.1 DSP芯片的基本结构

4.1.1 DSP芯片的特点

4.2 TMS320VC5402DSP芯片

4.2.1 CPU

4.2.2存储器

4.2.3片上外设

4.2.4并行I/O口

4.2.5增强的8bit接口HPI8

5智能听漏仪的具体设计

5.1 BOOTLOADER的设计

5.1.1 BOOTLOADER原理

5.1.2相关寄存器的设置

5.1.3文件Boot表的生成

5.1.4 FLASH芯片SST39VF400连接与编程

5.2采集放大电路的设计

5.2.1放大电路的设计

5.3滤波器的设计

5.4 AVR单片机的相关设计

5.4.1 AVR单片机总体介绍

5.4.2 AVR单片机内部A/D转换器

5.4.3 AVR单片机与DSP的通信

5.4.4显示部分的设计

6漏水声音信号的分析和处理

6.1功率谱估计质量的评价

6.2信号的时间依赖处理

6.2.1短时分析

7系统硬件调试注意事项

7.1硬件设计要点

7.2硬件调试中应注意的问题

7.3软件调试中应注意的问题

8结论

参考文献

附录A仪器硬件电路图

在学研究成果

致 谢