一种潜标式水声信号采集与存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种潜标式水声信号采集与存储系统，包括水声换能器(1)、水下电子舱(2)、水声信号采集与存储电路(3)、电源(4)，所述水声换能器(1)与水下电子舱(2)相连，所述水声信号采集与存储电路(3)和电源(4)设置在水下电子舱(2)内部，所述水声换能器(1)输出信号给水声信号采集与存储电路(3)，水声信号采集与存储电路(3)与PC机相连，所述电源(4)对水声换能器(1)、水声信号采集与存储电路(3)进行供电。本发明专利技术具有操作简单、性能可靠、存储数据量大的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水声信号处理及水声测控领域，具体涉及一种用于水声信号采集与存储的水声系统。
技术介绍
目前，可靠水声信号的实时采集和大容量水声数据的存储一直是水声领域的重点，国内现有的水声信号采集与存储系统，由于受系统复杂性、水声信号处理手段等因素的制约，其测量易受海面气象条件影响，信号在电缆传输过程中易受到外界干扰，此外还普遍存在着功能单一、操作不方便等问题。上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本专利技术的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本专利技术的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种潜标式水声信号采集与存储系统，其操作简单、性能可靠、存储数据量大。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:提供一种潜标式水声信号米集与存储系统，包括水声换能器、水下电子舱、水声信号采集与存储电路、电源，所述水声换能器与水下电子舱相连，所述水声信号采集与存储电路和电源设置在水下电子舱内部，所述水声换能器输出信号给水声信号采集与存储电路，水声信号采集与存储电路与PC机相连，所述电源对水声换能器、水声信号采集与存储电路进行供电。其中，所述水下电子舱为圆筒形，其顶端设置有舱盖，其底端与所述水声换能器连接。其中，所述水声信号采集与存储电路包括信号调理模块、A/D转换模块、ARM控制处理模块、数据存储模块，所述信号调理模块的输入端连接水声换能器的输出端，信号调理模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接ARM控制处理模块，ARM控制处理器连接数据存储模块。其中，所述水声信号采集与存储电路包括RS串行通信模块，所述ARM控制处理模块通过RS串行通信模块与PC机进行通信。其中，所述水声信号采集与存储电路包括用于显示工作状态的状态指示模块。其中，所述水声信号采集与存储电路连接有用于设定数据采集方式的采集方式按键丰吴块。由于采用了上述的结构，本专利技术具有如下的有益效果:系统功耗低，可长时间在海上工作；系统采用潜标式结构，系泊于海面以下，测量不易受海面气象条件影响；系统数据处理工作位于水声换能器前端，避免了信号在电缆传输过程中受到外界干扰；可以根据工作环境灵活设置相关的采集参数，从而使系统采集的数据在分析与处理过程中的实用性和有效性得到保证；系统通过RS422串行通信模块与PC机相连，根据通信报文进行系统状态检测和参数设置，并将信息回传给PC机；可将采集的数据和GPS时间、采集系统位置信息捆绑在一起，通过ARM控制存入存储模块。【附图说明】利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是潜标式水声信号采集与存储系统的结构示意图。图2是水声信号采集与存储电路的结构框图。【具体实施方式】为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种潜标式水声信号采集与存储系统，包括水声换能器1、水下电子舱2、水声信号采集与存储电路3、电源4。所述水下电子舱2整体为圆筒形，两端开口，其顶端设置有舱盖5，其底端与所述水声换能器I连接。具体的，水下电子舱2两端开口处均有30度倒角，倒角处用来放置水密橡胶圈，水下电子舱2顶端的电子舱盖5在工作状态时用于密封，非工作状态期间可打开舱盖5放置或取出舱内电子设备。水下电子舱2内部放置有水声信号采集与存储电路3和电源4，水下电子舱2底端大小尺寸与水声换能器I匹配，水声换能器I上部分套入水下电子舱2底端，在两者连接处采用两级水密橡胶圈密封，水声换能器I通过专用螺丝固定在水下电子舱2底端，水声换能I器外部有保护罩，保护罩通过6根保护螺杆连接在水下电子舱2底端，保护罩可安装吊钩架，系统工作时在吊钩架上系挂沉块，以保证水下电子舱和水声换能器的水下姿态良好。所述水声换能器I输出信号给水声信号采集与存储电路3，水声信号采集与存储电路3与PC机相连，所述电源4对水声换能器1、水声信号采集与存储电路3进行供电。如图2所示，所述水声信号采集与存储电路3包括信号调理模块31、A/D转换模块32、ARM控制处理模块33、数据存储模块34，RS422串行通信模块35、状态指示模块36、采集方式按键模块37。所述信号调理模块31的输入端连接水声换能器I的输出端，信号调理模块31的输出端连接A/D转换模块32的输入端，A/D转换模块32的输出端连接ARM控制处理模块33，ARM控制处理器33连接数据存储模块34。信号调理模块31包括信号增益放大电路、射级跟随电路、低通滤波电路及单端转差分电路，接收水声信号时，水声换能器将接收的水声信号经过隔直电容进入信号增益放大电路，信号增益放大电路为正反馈增益放大电路，采用单电源供电，为提高电路输入阻抗，输入端增加了负反馈电路，放大后的信号经射级跟随电路后进入低通滤波电路，低通滤波器采用具有低功耗、可程控的芯片，滤波器的截止频率和增益放大通过ARM控制处理模块控制。放大滤波后的信号进入单端转差分电路，信号由单端信号转换为差分信号。A/D转换模块32采用的A/D转换芯片具有高精度分辨率、无失码、吞吐速率高、低功耗等特点，内部带有取样保持电路，芯片信号输入端为差分信号，采样时钟由ARM控制处理模块提供，输入的模拟信号由A/D转换成数字信号后通过SPI兼容串行接口送至ARM控制处理模块33。ARM控制处理模块33是整个电路的核心，主要完成信号调理参数设置、模数转换控制、数据存储控制及数据通信控制等功能。ARM控制处理模块33由核心器件ARM芯片及外围电路组成，ARM芯片采用32位高性能微控制器，具有功耗低、数字处理能力强和丰富片内外设的特点。在本专利技术中，ARM主要负责设置滤波器的滤波带宽及增益、A/D转换器的采样速率、对模拟电压的开关控制、采样数据的格式转换及存储、系统状态显示和与PC机的报文通信。ARM外围需要外部晶振来提供时钟源，晶振频率为8MHz。外接JTAG调试电路，用来ARM芯片软件设计的调试和程序当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜标式水声信号采集与存储系统，其特征在于：包括水声换能器(1)、水下电子舱(2)、水声信号采集与存储电路(3)、电源(4)，所述水声换能器(1)与水下电子舱(2)相连，所述水声信号采集与存储电路(3)和电源(4)设置在水下电子舱(2)内部，所述水声换能器(1)输出信号给水声信号采集与存储电路(3)，水声信号采集与存储电路(3)与PC机相连，所述电源(4)对水声换能器(1)、水声信号采集与存储电路(3)进行供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元林，孙向前，尚凡，尚超，徐国贵，林开泉，曹岳海，李帅，张永超，彭水，代伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一三八八部队，
类型：发明
国别省市：广东;44