北斗及无线电一体化水声浮标通信平台设计与实现

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文“北斗”及无线电一体化水声浮标通信平台设计与实现硕士研究生：张恒指导教师：付进副教授学科、专业：水声工程论文主审人：赵安邦教授哈尔滨工程大学2014年3月万方数据万方数据分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文“北斗”及无线电一体化水声浮标通信平台设计与实现硕士研究生：张恒指导教师：付进副教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2014年2月27日论文答辩日期：2014年3月16日学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据Classified

2、Index:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheDesignandImplementationofUnderwaterAcousticBuoyCommunicationPlatformbasedonBeidouandRadioCandidate:ZhangHengSupervisor:AssocProf.FuJinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticsEngineeringDa

3、teofSubmission:Feb27,2014DateofOralExamination:Mar16,2014University:HarbinEngineeringUniversity万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到

4、本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在

5、授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据万方数据“北斗”及无线电一体化水声浮标通信平台设计与实现摘要本文基于“北斗”及无线电一体化水声浮标通信平台，研究其数据传输与控制功能的设计与实现。本通信平台的数据传输功能由两部分来实现：远程部分，采用北斗导航系统固有的卫星传输方式进行数据通信；近程部分，采用无线电网络通信协议TCP/IP来完成数据传输。硬件设计以嵌入式微处理器ARM作为主控处理单元、FPGA作为辅助扩展单元，相互配合、

6、共同控制“北斗”通信单元和网络通信单元。软件设计以嵌入式Linux操作系统移植为基础，并在此基础上设计和调试主控处理单元ARM的驱动程序和应用程序，完成“北斗”/GPS双系统模块的数据收发、无线电网络通信、辅舱数据接收和与FPGA的数据交换；辅助扩展单元FPGA主要完成系统逻辑功能的控制和接口的扩展，包括ARM总线读写时序设计、同步脉冲产生、McBSP时序模拟、数据缓存、逻辑控制和电源管理等功能，配合主控单元ARM完成平台通信任务。本文首先讨论了水声浮标及其通信平台的研究背景和意义，并对论文研究内容的相关技术进行了细致的综述。平

7、台硬件设计首先从系统总体需求出发，进行了详细的分析，然后确立核心器件的选型，并最终确定系统硬件总体方案与各模块电路设计。平台软件设计首先对嵌入式Linux系统环境移植过程进行说明，然后系统功能软件分ARM和FPGA两部分进行设计，并对各功能模块的工作流程进行了分析，完成了程序的设计与调试。本通信平台通过实验室联调以及海上实验证明可以稳定可靠的工作，并实时完成浮标通信平台和船载显控平台之间的数据通信，其功能完成情况符合既定设计要求，达到了预期设计目标。关键词：北斗；ARM；FPGA；Linux万方数据哈尔滨工程大学硕士学位论文万方

8、数据“北斗”及无线电一体化水声浮标通信平台设计与实现ABSTRACTThecontentofthisdissertationisbasedonaBeidouandradiointegratedunderwateracousticbuoy’scommunicati