基于OMAP的ADCP系统设计

发布时间：2021-02-06 06:51

　　在目前河流流量的测量中,声学多普勒流速剖面仪ADCP（Acoustic Doppler Current Profilers）是一种极为先进的测量设备。随着它的出现和广泛使用,给水文工作者和相关的水利部门都带来了很大的方便,同时也使得测量不稳定流和受潮汐影响的流速流量测量成为了可能。近年来,随着嵌入式技术的不断发展和成熟,我国在ADCP系统的实时动态、高速度、长时间可存储、远程监控和网络化方面都取得了很大的进步。本课题是根据实际项目的具体需要,利用开放式多媒体应用平台OMAP（Open Multimedia Application Plant）设计实现的ADCP测量系统。该系统具有存储接口和高速度、高处理能力等特点,它由OMAP-L138双核处理器（ARM+DSP）和超声波传感器信号电路组成。论文介绍了ADCP测量系统的硬件电路设计和软件开发。硬件电路设计由以下两部分组成:一、超声波信号发射模块硬件电路设计,包括周期信号产生电路及信号功率放大电路;二、超声波信号接收模块硬件电路设计,包括信号放大电路,带通滤波电路,混频、低通滤波电路和A/D模数转换电路。而软件开发包括OMAP-L138主... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：71 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
    1.2 ADCP系统国内外研究现状及发展动态
    1.3 论文的内容及结构
第二章 测量原理及系统总体设计
    2.1 超声波流量计分类
    2.2 多普勒效应
        2.2.1 观察点静止，声源运动
        2.2.2 观察点运动，声源静止
    2.3 ADCP测量原理
        2.3.1 测量原理
        2.3.2 流速、流量方程
        2.3.3 水深单元分层的基本思想
    2.4 系统总体设计及相关模块介绍
第三章 超声波信号电路硬件设计
    3.1 电源模块的设计
    3.2 超声波信号电路发射模块的设计与调试
        3.2.1 周期信号产生电路
            3.2.1.1 多谐振荡器的设计
            3.2.1.2 用 74LS74与CD4017实现分频电路的设计
            3.2.1.3 CD4046锁相环与N倍频电路设计
    3.3 超声波信号电路接收模块的设计与调试
        3.3.1 信号放大电路设计
        3.3.2 MFB滤波器的设计
        3.3.3 混频及低通滤波器的设计
第四章 OMAP—L138平台概述
    4.1 OMAP-L138硬件平台介绍
    4.2 OMAP-L138的启动过程
    4.3 主控单元中基于ARM926核的软件设计
    4.4 主控单元中基于DSP核的A/D及软件设计
        4.4.1 系统总体框图设计
        4.4.2 硬件电路的实现
        4.4.3 软件设计
            4.4.3.1 主程序流程图
            4.4.3.2 数据采集程序流程图
            4.4.3.3 信号处理程序流程图
    4.5 基于ARM核与DSP核间的通信机制
        4.5.1 DSPLINK概述
第五章 信号处理算法分析
    5.1 多普勒信号的特点
        5.1.1 时域表达式
        5.1.2 频域的多普勒信号
        5.1.3 流速与功率谱密度之间的关系
    5.2 数据处理算法分析
        5.2.1 数字滤波算法分析
        5.2.2 谱估计算法分析
            5.2.2.1 周期图法功率谱估计
            5.2.2.2 Welch法功率谱估计
            5.2.2.3 复解析带通滤波器的复调制细化谱分析
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]声学多普勒测流仪原理及应用[J]. 黄毅.  气象水文海洋仪器. 2013(04)
[2]浅析多普勒原理[J]. 魏威,陈爱萍.  文理导航(下旬刊). 2013(08)
[3]浅谈ADCP测流时的误差及处理[J]. 倪霦,兰文婷.  科技信息. 2013(20)
[4]声学多普勒流速剖面仪ADCP及其在水文测流中的应用[J]. 蓝标,曲娟.  气象水文海洋仪器. 2011(04)
[5]基于OMAP-L138处理器的AD模块设计[J]. 梁龙,翟守忠,李富伟.  采矿技术. 2011(06)
[6]基于双核处理器OMAP5910的超声多普勒流量计[J]. 王明伟,姚展,李秦君.  计算机测量与控制. 2009(10)
[7]一种新型太阳能镍镉电池充电器[J]. 韦波.  电子技术. 2004(03)
[8]ADCP流量测验应用研究[J]. 李志敏.  广西水利水电. 2003(03)
[9]多普勒和多普勒效应的起源[J]. 刘战存.  物理. 2003(07)
[10]多普勒效应公式的一种新的推导方法[J]. 张秀梅.  锦州医学院学报. 2001(02)

硕士论文
[1]基于OMAP-L138的数据采集存储技术研究与实现[D]. 王哲.哈尔滨工程大学 2013
[2]基于声学多普勒流量测量系统的研究[D]. 邓鹏.内蒙古科技大学 2008
[3]嵌入式ADCP系统的设计与信号优化[D]. 李屹璐.大连理工大学 2007
[4]声频定向超声波换能器的研究[D]. 焦丽华.电子科技大学 2007
[5]基于双核处理器的ADCP系统研制与开发[D]. 王伟.大连理工大学 2006
[6]高精度超声波测距仪的研究设计[D]. 王莹.华北电力大学（北京） 2006
[7]双频超声波多普勒流量计的研究与设计[D]. 亓月刚.大连理工大学 2004



本文编号：3020341