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基于以太网的VDR音频信号远程采集系统的研究与实现

发布时间:2016-10-21 09:02

  本文关键词:VxWorks下VDR系统网络通信技术的研究,由笔耕文化传播整理发布。


《哈尔滨工程大学》 2009年

基于以太网的VDR音频信号远程采集系统的研究与实现

张召友  

【摘要】: 船舶航行数据记录仪(Voyage Data Recorder,简称VDR)是专门用于采集和存储船舶航行过程中重要航行信息的记录设备。在船舶发生事故后,通过回放VDR中存储的相关数据可以对事故原因进行分析与查找。船舶上关键舱室的声音和VHF通信音频是VDR所需记录的数据中的重要一项。船舶行使过程中重要声音信号的高质量记录,对复现船舶发生事故时的状态和分析事故原因有重要的意义。本文即是以VDR的音频信号采集为背景展开的研究。 通常船舶航行过程中的环境复杂,且音频信号为模拟信号,通常有信号较弱不适合远传、多路音频采集后的数据量较大的特点。所以为克服上述不足,实现VDR对音频信号的采集,本文提出了基于以太网的VDR音频远程采集的新思路。 本文首先从VDR的具体要求和相关标准对音频采集的性能指标要求出发,对各种音频编码算法进行了比较和选择,并深入研究了符合ITU标准的PCM和SB-ADPCM两种编码算法,并对编码的各个部分进行了详细的阐述。其次根据音频算法与VDR其他方面的要求提出了以数字信号处理器为核心的音频采集压缩卡通过以太网与VDR主机进行组合的系统设计方案。然后根据方案设计了作为下位机的音频采集压缩卡的硬件部分;在此平台的基础上编写了音频采集卡的采集压缩软件,VDR主机中数据接收与存储软件,并与VDR主机进行了系统的联调;最后对采集到的音频数据进行了符合相关标准的测试。

【关键词】:
【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】:2009
【分类号】:TP274.2
【目录】:

  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第1章 绪论10-14
  • 1.1 课题背景和意义10
  • 1.2 音频采集技术的发展及现状10-12
  • 1.2.1 基于模拟记录技术的音频采集系统11
  • 1.2.2 基于非压缩技术的数字音频采集系统11
  • 1.2.3 基于压缩技术的音频采集系统11-12
  • 1.3 本文的主要内容12-14
  • 第2章 音频编码技术的研究14-28
  • 2.1 设计要求14
  • 2.2 音频编码算法的概述与选择14-17
  • 2.1.1 音频编码算法的概述14-16
  • 2.1.2 音频编码算法的选择16-17
  • 2.2 音频编码算法的研究17-26
  • 2.2.1 G.711标准的PCM编码研究17-19
  • 2.2.2 G.722标准的SB-ADPCM编码研究19-26
  • 2.3 本章小结26-28
  • 第3章 音频采集系统的硬件设计28-47
  • 3.1 硬件部分总体方案阐述28-29
  • 3.2 硬件部分设计29-44
  • 3.2.1 DSP处理器部分设计29-32
  • 3.2.2 外部数据存储器的设计32-34
  • 3.2.3 程序存储与启动的设计34-35
  • 3.2.4 逻辑译码部分的设计35-38
  • 3.2.5 音频CODEC部分的设计38-39
  • 3.2.6 远程数据传输部分的设计39-43
  • 3.2.7 电源的设计43-44
  • 3.3 电路设计总结44-46
  • 3.4 本章小结46-47
  • 第4章 音频采集系统软件设计47-64
  • 4.1 概述47-48
  • 4.2 下位机软件设计48-57
  • 4.2.1 编码算法软件设计49-52
  • 4.2.2 DSP的初始化配置52-53
  • 4.2.3 音频CODEC的配置53-54
  • 4.2.4 网络W5100的配置54-56
  • 4.2.5 程序的烧写与启动56-57
  • 4.3 上位机软件设计57-63
  • 4.3.1 基于TCP/IP协议的Socket编程57-59
  • 4.3.2 上位机数据接收部分程序设计59-61
  • 4.3.3 上位机数据发送部分程序设计61-63
  • 4.4 本章小结63-64
  • 第5章 系统的调试与测试64-74
  • 5.1 系统的调试64-67
  • 5.1.1 音频采集卡的调试64-65
  • 5.1.2 上位机软件的调试65-67
  • 5.2 系统测试67-73
  • 5.2.1 音频频响试验68-69
  • 5.2.2 音频噪声级试验—失真度69-71
  • 5.2.3 音质索引测试71-73
  • 5.3 本章小结73-74
  • 结论74-75
  • 参考文献75-78
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果78-79
  • 致谢79-80
  • 附录A80-83
  • 附录B83-85
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    本文编号:147690

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