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多波束声呐采集系统与显控软件设计与实现
| 论文题名： | 多波束声呐采集系统与显控软件设计与实现 |
| 关键词： | 多波束声呐接收系统;数据传输控制模块;显控软件;工作稳定性 |
| 摘要： | 多波束声呐接收系统主要由模拟信号采集模块，数字信号处理模块，数据传输控制模块和显控软件组成。显控软件通过网络通信方式下传工作参数与控制命令至数据传输控制模块，数据传输控制模块解析并分发命令至数字信号处理模块，同时接收数字信号处理模块输出的结果数据，并打包上传至显控软件。数据传输控制模块是整个声呐接收系统的重要组成部分，只有提供充足的传输带宽和稳定的控制时序，系统才能稳定工作，进一步满足远距离、高分辨探测等场合的需求。本设计开发了基于Intel Cyclone V SoCFPGA处理器的多波束声呐数据传输控制模块以及基于Qt框架的显控界面。论文的主要研究内容如下: 首先，设计了数字信号处理模块、数据传输控制模块的数字底板原理图，并进行了PCB绘制与调试，满足了多波束声呐系统数字信号处理与数据传输的硬件平台需求。 其次，使用Verilog HDL语言进行逻辑开发，主要功能是跨时钟域数据的接收，通过SGDMA和架构总线写入到ARM端的共享DDR中;使用RS485通信协议与甲板单元实时通信，以完成时间、PPS及辅助设备信息的接收与解析;根据ARM转发的工作参数与控制命令产生系统工作需要的同步周期等。 然后，基于SoC FPGA处理器提供的Contex A9双核心ARM处理器，使用C语言开发嵌入式软件，主要包括Linux驱动程序和应用程序。驱动程序主要完成与底层memory完成数据交互，向应用层提供高速数据传输接口;应用程序主要完成与显控软件数据通信，主要设计涉及多线程编程、socket网络编程和调用底层字符驱动接口等。 最后，基于Qt GUI框架，使用C++语言开发显控界面，主要包括GUI界面设计，网络数据报传输解析，结果数据实时显示和文件存储等四个部分。 论文根据多波束声呐系统需求完成了上述功能模块的设计与调试，并完成了系统联调与测试，各项功能工作正常，并通过湖上与海上试验验证了系统工作稳定性。 |
| 作者： | 吴楠 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 杜伟东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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