基于DSP的气象传真接收机设计与实现

发布时间：2020-06-28 08:41

【摘要】：气象传真接收机用于接收海岸台站播发的气象传真图,以获得相关海区的气象趋势和实况预报,保证船舶安全航行。现有的气象传真接收机硬件电路复杂、数字化程度低,制约了接收机工作性能的提高,不利于气象信息的深层次应用。本文针对现有气象传真机的不足,开展了基于DSP的气象传真接收机的设计。接收机包括射频前端处理模块和控制与显示模块两部分。其中,射频前端处理模块以DSP作为控制器和信号处理器,实现传真信号的接收控制和解调,包括射频信号处理电路、中频信号处理电路、处理器电路、时钟电路和电源电路。射频信号处理电路完成信号射频滤波、放大、混频；中频信号处理电路完成信号自动增益放大和数字下变频；处理器用于对模块的控制和数字信号处理；时钟电路为器件的工作提供参考时钟；电源电路提供足够的功率输出保证模块各部分的正常工作。控制与显示模块完成人机交互、图像显示和数据存储等功能,包括控制器电路、存储器扩展电路、键盘接口扩展电路、显示器驱动电路、实时时钟电路、通信扩展接口电路和电源电路。控制器电路用于键盘命令的响应,解调数据的接收、显示和存储；存储器扩展电路包括与射频前端处理模块之间命令、状态以及图像数据传递和图像数据存储两部分;键盘接口扩展电路用于命令输入；显示器驱动电路用于显示人机界面；实时时钟电路提供工作时间,通信接口扩展电路为模块和其它设备之间传递数据提供硬件通道;电源电路保证模块供电。。接收机采用中频数字化方案,对模拟信号只进行一次下变频混频,基带解调由软件实现,简化了系统硬件设计,提高了系统数字化程度,降低了模拟器件的噪声干扰；利用DSP芯片做为信号处理器和控制器,提高了系统信号处理能力和实时性；利用数字下变频电路实现数字下变频,减轻了DSP芯片运算压力；自检通道电路设计实现了系统软、硬件功能的自测试；键盘电路的设计用于用户输入命令；与热敏纸打印输出相比,气象传真图的屏幕显示更加直观。论文提出了系统的参数指标,完成了各电路单元的详细分析和设计,给出了测试实验结果,证明了系统设计方案的可行性。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN851;TP368.12
【图文】：

天气图,气象传真,服务网,传真通信

第1章绪论1课题研究背景及意义传真是指通过有线或无线通信线路传递图像和文字符号并能永久保存信息、的技术能对信息、的内容和形式进行同时传递‘”。传真通信采用非编码的形式，直接扫描所送的信息以获得电信号，因而可以很方便的传送任何复杂的图像和文字信息。除此，在传真通信中，图像的每个字符都是由象元组成的，失落个别的电信号并不会影整个字符的识别，因此具有较高的可靠性。气象传真通信作为传真通信的重要组成部分，推动了气象事业的发展，特别是在资料的获取、天气预报和气象情报的传递方面，气象传真正在发挥着巨大的作用。目前主要应用于气象卫星云图传真和天气图传真。无线气象传真机是船舶海上航行时接收传真气象图的重要气象设备。航海人员通象传真图分析所获得的各种气象、水文实况以及海面状况等海洋环境信息，从而选适的航线，对保证安全航行具有重要意义。

气象传真接收机

从物理结构上讲，气象传真机主要有三部分组成，一部分用于射频信号接收，通为收信装置，亦称前端处理装置，主要完成射频信号的接收和解调;第二部分为记其控制装置，完成基带信号的解调和图像的纸质打印或远距离传输，第三部分通常面板控制电路，主要完成台站选择、信号监听等功能，一般采用简单的键盘和字符器或LED指示器实现。我国很早就开始了气象传真机的设计与研制。早在1965年我国就已经研制成功一台65型气象传真机，70年代，传真机生产走上了自行设计、生产以及多品种发道路，比如在1971、1972和1976年各有新型产品问世。80年代，通过引进国外气真机的收信装置，国内出现了能接收国际、国内无线电传真广播的气象传真机，其sQ一3型气象传真机是这一时期的典型代表!习，如图1.2所示。90年代初期，在zsQ传真机的基础上，经有关单位的努力，出现了HQC一001型船用气象传真机，如图1示。但一该型产品除外形加固、人机接口采用单片机控制下的字符液晶显示、采用薄盘操作以外，其收信装置基本还沿用了ZSQ一3型传真机的技术。由于用量较少，加口产品冲击等多种原因，近年来HsQ一001型传真机未再进行改进。

【参考文献】