低功耗多功能应答器软件设计及实现

发布时间：2018-04-04 05:00

  本文选题：应答器　切入点：自适应Notch滤波器　出处：《哈尔滨工程大学》2016年硕士论文

【摘要】：长基线水声定位系统可以实现对目标的导航定位。本论文所研究的水声应答器就是该系统的基本组成单元之一,应答器主要功能包括接收上行水声遥控指令并解码实现对应答器各类控制、查询操作,在询问应答模式或信标模式下完成对目标的导航定位,同时应答器还具备水下工作时漏水报警功能及串口通信功能等。本论文围绕应答器内部单片机软件设计,论述应答器内所采用的信号处理算法的原理和工作性能。内容包含由前期的相关算法性能仿真研究至后期的湖试试验论证的完整过程。论文中,首先对可处理窄带信号的自适应Notch滤波器做了原理介绍及充分的仿真分析,研究了 CORDIC算法的实现原理并仿真对比了 CORDIC算法与sin函数计算的误差对比。然后在单片机平台设计实现应答器指令解码,完成了多路SPI、I2C通信设计及调试,还有串口通信功能、漏水报警功能、及有单片机参与完成的询问应答功能、信标功能等。所设计的应答器中单片机软件历经实验室联调、水池测试和湖上试验的验证,证明了所设计实现的软件可以完全实现设计功能并达到了其工作性能指标。
[Abstract]:Long baseline underwater acoustic positioning system can achieve target navigation and positioning.The underwater acoustic transponder studied in this paper is one of the basic components of the system. The main functions of the transponder include receiving the uplink underwater acoustic remote control instruction and decoding to realize all kinds of control and query operation of the transponder.At the same time, the transponder also has the function of underwater leakage alarm and serial communication.In this paper, the principle and working performance of signal processing algorithm used in transponder are discussed around the software design of internal singlechip of transponder.The content includes the complete process from the previous simulation study of the performance of the relevant algorithms to the later stage of the lake trial demonstration.In this paper, the principle of adaptive Notch filter which can deal with narrowband signal is introduced, and the principle of CORDIC algorithm is studied, and the error comparison between CORDIC algorithm and sin function calculation is simulated and compared.Then the transponder instruction decoding is realized on the single chip microcomputer platform, and the design and debugging of multi-channel SPII-2C communication are completed. There are serial communication functions, leakage alarm function, inquiry response function and beacons function which are completed with the participation of single chip microcomputer, etc.The single-chip microcomputer software in the transponder has been tested in laboratory, pool and lake. It is proved that the designed software can realize the design function and reach its performance index.
【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】：2016
【分类号】：TB565;TP311.52

【参考文献】

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本文编号：1708472