学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

噪声信号定位的同步数据采集系统设计

作　者: 潘玲娇
导　师: 张自嘉
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统理论
关键词: 噪声定位麦克风阵列嵌入式数据采集内存映射
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

噪声定位在大型机械加工、故障诊断中具有重要意义。通过到达时间法或波束形成法可实现噪声定位。到达时间法原理简单,具有较高的运算速度,但定位精度差。基于麦克风阵列的波束形成法具有较高的精度,但算法复杂、分辨率低,需要多通道同步采集系统。本文根据噪声定位的要求,基于嵌入式微处理器S3C6410和四片AD7606,设计了一种32通道同步数据采集系统。利用微处理器控制噪声信号的采集、读取、传输以及显示,并利用USB闪存驱动器批量存储噪声数据,可通过LCD触摸屏显示采集数据和噪声波形。系统具有16bits的采样精度和50kSPS的采样率,误差在3%以下,满足噪声信号采集的要求。首先,以ARM11(S3C6410)微处理器作为主控芯片,分别设计了控制系统和数据采集系统,其中数据采集系统包括A/D电源模块、A/D转换模块、数据存储模块和通信模块,最后设计了数据采集系统PCB。其次,针对本文设计的硬件和噪声采集要求,采用一种内存映射的驱动设计方法,在嵌入式环境下实现S3C6410对4片AD7606的同步控制。该方法实现用户空间直接存储采集数据,避免数据丢失。整个系统包含AD7606时序控制、内存映射原理和映射方法,并从内核空间到用户空间详细介绍本文驱动设计过程。通过多次分组实验测试系统的多项性能。最后,基于Qt和VC++开发环境,分别设计了主控系统和数据分析系统,完成噪声信号的采集和显示,通过采集信号和标准信号的误差分析,验证系统的准确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景与意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 主要研究内容及章节安排  9-11
第二章噪声信号定位与数据采集系统  11-21
  2.1 噪声源定位原理  11-13
    2.1.1 基于到达时间(TDOA)定位法  11-12
    2.1.2 基于高分辨率谱估计的定位方法  12-13
    2.1.3 基于常规波束形成的定位法  13
  2.2 麦克风阵列结构研究与实验仿真  13-17
  2.3 数据采集系统  17-20
    2.3.1 采集系统概述  17-18
    2.3.2 噪声信号特征与采样  18-19
    2.3.3 系统设计要求  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章系统硬件电路设计  21-33
  3.1 系统硬件架构  21-22
  3.2 控制系统硬件设计  22-24
  3.3 数据采集系统设计  24-32
    3.3.1 A/D电源模块  24-26
    3.3.2 A/D转换模块  26-28
    3.3.3 数据存储模块  28-30
    3.3.4 通信模块  30-31
    3.3.5 PCB设计  31-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章 AD7606驱动程序设计  33-52
  4.1 驱动程序设计要求  33-34
  4.2 AD7606时序控制  34-35
  4.3 内核设备驱动设计方法  35-36
  4.4 基于内存映射的驱动设计  36-47
    4.4.1 内存映射原理  37
    4.4.2 映射方法分析  37-39
    4.4.3 内核程序设计  39-42
    4.4.4 用户空间程序设计  42-47
  4.5 实验与分析  47-51
    4.5.1 系统测试  47-49
    4.5.2 采样分析  49-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章采集系统GUI设计  52-58
  5.1 GUI设计概述  52-53
  5.2 GUI软件设计  53-57
    5.2.1 主控系统  53-55
    5.2.2 数据分析系统  55-57
  5.3 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-60
  6.1 总结  58-59
  6.2 展望  59-60
参考文献  60-63
作者简介  63-64
致谢  64

噪声信号定位的同步数据采集系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文