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PCI104总线气象传真接收机设计与实现
| 论文题名： | PCI104总线气象传真接收机设计与实现 |
| 关键词： | 船舶航行;气象传真接收机;中频数字化;硬件选型;软件设计;PCI104总线 |
| 摘要： | 气象传真机在海上航行中正发挥着巨大作用，通过分析气象传真图像制定合理安全的航行路线具有重要的意义，其普及和使用在很大程度上保证了船舶航行的安全。目前普遍使用的气象传真机大多为两级超外差体系结构，数字化集成度低，调试困难。 针对现有气象传真机存在的缺点，本文提出了一种基于中频数字化的气象传真接收机的设计方案。采用此结构方案，射频信号不需要经过复杂繁琐的多次混频处理，模拟电路结构大大简化，数字化集成度显著提高。接收机主要由前端处理模块、数字信号处理模块和显控模块三部分组成。其中，前端处理模块由滤波电路、放大电路、本振电路和混频电路组成，完成射频信号的前期处理;数字信号处理模块由模数转换模块、核心处理器和数据缓冲模块组成，主要实现信号带通采样、外部设备控制、软件实现数字滤波和FSK信号的数字解调、图像数据的存储与数据缓冲，最后通过桥接芯片PCI9030实现主控制器与显控模块间命令及数据的交换;显控模块通过图形界面的显示与操作实现对接收机接收方式的控制、接收机实时状态的显示、命令的交换、图像的生成、显示与保存等。 基于中频数字化原理和结构，本文完成了采样方案的选择、验证与分析。在方案具备可行性的前提下，完成了核心器件的选择和硬件电路原理图与PCB的设计;之后进行了软件程序的设计，主要包括核心处理器的中断服务程序、外部设备的控制程序、软件滤波与解调程序和控制信号的逻辑处理，在基于Vxworks的Qt界面上实现控制功能并完成气象传真图像的接收与处理。 论文介绍了基于PCI104总线的气象传真接收机的原理，完成了各模块的详细分析与设计。针对窄带信号使用了带通采样方案取代了过采样方案进行了高速信号的采集工作，大大降低了数字信号处理的难度;针对模拟电路进行解调和滤波精度不足，可靠性差的缺点进行了数字正交解调和滤波程序的设计;针对以往设计客户端与服务器端分离的情况，利用Vxworks搭载图形界面完成两者的一体化，不仅提高了命令执行效率，也使图像操作变得更加简便。通过软、硬件联合调试证明，本设计方案选型合理，且实验证明接收机性能优异，可靠性高。 |
| 作者： | 孙宇鸣 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘繁明;于胜天 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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