标量原子磁力仪数据采集、存储与无线传输

发布时间：2022-01-03 04:09

　　众所周知,我们生活的地球是个巨大的天然磁体,地球内部以及其周围分布着地磁场。在地球上的每个物体都会受到地磁场的影响,反过来这些物体也会影响地球磁场的分布,尤其是铁磁性的物体。当某个地方存在铁磁性物体时,正常情况下稳定的地磁场将产生扰动,引发磁异常现象。利用磁异常现象,可对相关的目标进行探测,如:铁矿、沉船、潜艇、舰船等。而想要精确的探测到这些目标,首要条件就是精确的采集到磁异常数据。目前市场上虽然有采集磁异常数据的设备,但是很难买到,而且价格十分的昂贵、使用起来也不方便。因此本文就是要研究一套性能优良、使用方便、价格合适的磁异常数据采集系统。主要工作有以下几个方面。首先,因为我们使用的磁场传感器CS-3将磁场信号映射成为了频率信号,因此精确的测量这一频率信号成了关键。为此本文提出了一种精确测量频率的实现方法:在传统等精度测频法的基础上,利用时间数字转换芯片TDC消除等精度测频中±1个基准信号周期的计数误差,再使用FPGA对相关量进行计算,得出精确的频率值。然后,以ATmega324PB芯片为核心平台,编写代码控制该芯片工作、通过SPI通信协议接收频率数值。ATmega324PB芯片处理... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 磁异常探测及磁力仪国内外研究现状
        1.2.2 磁力仪数据采集系统国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 系统方案研究
    2.1 系统设计要求
    2.2 频率测量方案研究
        2.2.1 常用测频方法
        2.2.2 本系统提高测频精度的方法
    2.3 数据存储方案研究
    2.4 数据无线传输方案研究
    2.5 上位机应用程序编写方案研究
    2.6 本章小结
第三章 主要器件概述及系统软硬件设计实现
    3.1 主要器件概述
        3.1.1 FPGA及DE0-NANO板子介绍
        3.1.2 时间数字转换芯片GP2介绍
        3.1.3 高精度恒温晶振ROX2525S4介绍
        3.1.4 ATMega324PB微控制器介绍
        3.1.5 Flash存储芯片W25N01GVZEIG介绍
        3.1.6 无线传输模块介绍
    3.2 系统软硬件设计实现
        3.2.1 系统硬件电路
        3.2.2 FPGA各功能模块的Verilog实现
        3.2.3 微控制器控制程序设计
        3.2.4 上位机应用程序设计
    3.3 本章小结
第四章 系统调试及实验测试分析
    4.1 硬件调试
    4.2 软件调试
    4.3 实验测试及结果分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]重磁方法在国内外金属矿中的研究进展[J]. 柳建新,孙欢乐,陈波,郭荣文.  地球物理学进展. 2016(02)
[2]基于TDC-GP2的时间间隔测量系统设计[J]. 杨兵,崔永俊,贾磊,王晋伟.  计算机测量与控制. 2015(09)
[3]各向异性磁阻传感器在地磁探测中的应用[J]. 张嵩,刘得军,李辉,马中华,杨帆.  自动化仪表. 2011(11)
[4]基于TDC-GP2的高精度时差测量系统设计[J]. 杨佩,徐军,王菲.  电子科技. 2010(07)
[5]时间间隔测量芯片TDC-GP1在频率测量系统中的应用[J]. 邓星部,陈勇.  电子元器件应用. 2008(09)
[6]时间间隔测量芯片TDC-GP1在频率测量系统中的应用[J]. 邓星部,陈勇.  电子元器件应用. 2008 (09)
[7]磁法在我国矿产预测中的应用[J]. 娄德波,宋国玺,李楠,丁建华,阴江宁,邹伟.  地球物理学进展. 2008(01)
[8]关于磁异常探测的若干问题[J]. 张昌达.  工程地球物理学报. 2007(06)
[9]青藏高原中西部航磁异常的匹配滤波分析与构造意义[J]. 贺日政,高锐,郑洪伟,张季生.  地球物理学报. 2007(04)
[10]鄂尔多斯及邻区航磁异常特征及其大地构造意义[J]. 王涛,徐鸣洁,王良书,刘绍文,胡旭芝.  地球物理学报. 2007(01)

硕士论文
[1]基于地磁异常检测的地震预警系统设计[D]. 王刘非.合肥工业大学 2012
[2]基于CF卡的低功耗数据存储系统设计与实现[D]. 刘杨.哈尔滨工程大学 2011
[3]基于NAND Flash芯片的高速大容量固态存储技术[D]. 黄海.西安电子科技大学 2010
[4]基于磁异信号的目标探测技术实验研究[D]. 胡祥超.国防科学技术大学 2005



本文编号：3565539