基于STM32和LTE网络的相关辨识发送机的设计与实现

发布时间：2020-11-17 00:08

　　 在电法勘探中,发送机的设计使用直接决定了勘探的效果。其中有一种基于伪随机信号所设计的相关辨识发送机,因为伪随机信号的特性,拥有着广泛的应用前景,然而对于这款发送机的研制目前还存在某些问题。首先,相关辨识的理论研究还在完善,基于相关辨识法的发送机设计还存在不足;其次,现有的发送机硬件系统还存在一些问题,比如控制系统与功率转换模块的分离导致设备体积过大、价格昂贵等;最后,还没有发送机系统结合如今的网络信息技术。针对目前基于相关辨识法的发送机研制中出现的问题本文设计和实现了基于STM32和LTE网络的相关辨识发送机。主要任务包括发送机硬件系统、发送机软件系统、功率转换、基于LTE网络的数据传输与控制。因发送机采用架构简单、高效的ARM Cortex-M4芯片并移植了强实时性操作系统uC/OS-II,同时结合了LTE网络技术,并实现了控制系统与功率转换结合,最后实现了结构简单、高效、可以远程操控的电法发送机系统。论文的主要内容如下:首先是绪论部分,简述了研究背景及意义、国内外研究现状、研究内容和创新点;其次简介了相关辨识原理;然后详细介绍了发送机系统的设计与实现,这部分主要包括系统硬件设计和系统软件设计两大部分。系统硬件设计部分介绍了系统硬件架构,各个硬件分模块的详细设计与实现过程。系统软件设计部分包含了系统软件架构,各个子任务的设计思路与实现过程;最后展示了发送机系统的实验测试及结果。论文中相关辨识发送机的主要创新点包含:采用简单、高效的CPU,移植了强实时性操作系统,整合了功率转换模块,结合了LTE网络,实现了发送机结构简单化、任务响应快速化、系统实用化、操作控制远程化。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P631.3;TN929.5
【部分图文】：

第二章 相关辨识原理相关辨识原理为主，对用于系统设计的思想进行简单括相关辨识法的原理与 m 序列信号的特征，同时简识过程。识法利用相关法来测定被辨识系统脉冲响应的一种方法。用相关辨识方法，可以得到效果很好的脉冲响应，且。相关辨识法的基本框图如图 2-1 所示：

由主控系统架构可知，它拥有 9 组 GPIO（通用输入、输出接口）用来连接足够的外围设备，其次含有 7 个定时器来实现系统任务设计，同时拥有丰富的通信接口（SPI、I2C、CAN、UART1~6）实现设备的通信功能。

3.2.2 存储设备硬件电路设计理论上在相关辨识过程中我们可以直接运用已知的 m 序列信号作为辨识方法的输入信号，但是为了数据处理的严谨性，系统同时采集系统发送端的实时信号并存储至系统的存储设备中，这样可以消除发送机系统本身对于发送信号的干扰。为了满足系统这一设计需求，扩展了系统丰富的外围存储设备，如下所述。（1） SD 卡硬件设计SD 卡卡座硬件电路如图 3-3 所示。其用于插入 SD 卡，用于存放操作系统的文件系统和发送机发送信号采集数据的存储。同时为了便于仪器设计，SD 卡座采用竖着放置，预留了相应的接口。
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本文编号：2886829