高频成像声呐原理样机的设计与实现

• 作 者: 邹泽伟
• 出 处: 云南大学
• 发表日期: 2020年03期
• 关键词: 高频成像声呐 原理样机开发 ARM处理器 FPGA处理器 高速ADC采样

我国处在亚洲大陆的东部,面向太平洋,拥有的领海极为辽阔是真正的海洋大国。在当今这个经济时代,我国要想赶上经济发达的国家,跻进世界强国的前列,就要学会合理地对海洋资源进行探索和开发,而探索和开发海洋的重要科技力量就是声呐技术。早在几年前,本文作者所在实验室已经成功研制出中频成像声呐系统,并且成功申请为国家专利产品,交付于中国海军使用。近些年,随着我国科技与经济的不断进步,声呐技术在民用领域上有更多的应用,为了顺应市场和满足客户要求,实验室将开始对高频成像声呐进行研究。本人主要承担高频声呐原理样机的设计与实现,具体工作主要包括:1.收集整理国内外高频成像声呐资料,分析当前声呐技术的发展现状,对其研究意义与目的做出总结。2.归纳国内外声呐的特点和应用领域,分析总结了当前国内的实际需求,对高频成像声呐系统做出需求分析和功能设计,最后再结合客户的需求对系统的设计方案进行制定。3.完成系统硬件方案设计及实现。首先对系统硬件电路进行原理图设计,数字电路设计包括处理器最小系统设计、高速ADC电路设计、通讯接口设计、电机驱动电路设计。声呐系统的模拟电路设计,包括声呐系统的发射机电路设计、接收机电路设计,然后对设计完成的电路进行PCB布线制板和焊接,最后对系统电路中一些抗干扰措施进行归纳和总结。4.完成系统软件详细方案设计及实现。根据系统制定的软件设计方案,对系统电路中的ARM和FPGA处理器进行软件程序编程,主要包括:处理器的初始化、声波的发射控制、回波的采样接收、电机的控制驱动、数据的传输通信,以及数字信号的处理。5.完成系统的实验测试。对高频成像声呐原理样机进行硬软件联合调试,针对系统出现的问题进行检查和修改,并对高频声呐原理样机进行试验测试和结果分析。6.对高频成像声呐样机的研发和制作做出总结和展望,总结在本次设计和研究中出现的问题和经验,并对高频声呐以后的工作做出展望。