基于DSP的海洋流速测量技术研究

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1、分类号：——UDC：——工学硕士学位论文密级：——编号：——基于DSP的海洋流速测量技术研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：孙凯王向红教授工学硕士水声工程水声工程学院2008年2月2008年3月哈尔滨工程大学哈尔滨丁程人学硕士学位论文摘要海流是基础的海洋资料，海流计是海流测量的重要仪器，海洋流场的实时监测和测量是海洋科学考察的重要内容。声学海流流速测量技术在海洋研究、水文研究、防洪预报、水资源管理和国防等多个领域具有广阔的应用前景。超声波流速计利用超声波在流动的液体中传播时，所载的流体流速的信息来测量流体的流速

2、。论文首先分析了时差式超声波流速计测量系统的原理，包括时差法的理论公式推导、从理论上对超声波在流体中的传播特性进行了分析及时间差的测量和估算方法进行分析。根据系统的性能和要求设计了超声波海洋流速计的整体方案，全面论述了系统的设计思想，硬件结构，软件流程及关键技术的解决方案，并进行仿真。系统以TI公司超低功耗单片机MSP430为主控芯片，以TMS320C6416芯片为数字信号处理芯片，以XILINX公司的SPART3系列FPGAXC3S500作为逻辑控制芯片，接收电路中ADC和AGC均采用AD公司的专用功能芯片，简化了电路设计。与传统模拟方式相比，此方案能够更为高效、精确的进

3、行海洋流速的测量。关键词：超声波流速计；互相关法；时间差；DSP哈尔滨工程人学硕十学位论文ABSTRACTCurrentmeterisallimportantapplicationincurrentmeasurement，whichisthebasisofthemarineresearch．Acousticcurrentvelocitymeasurementtechnologyplaysanimportantroleinthefieldsofmarineresearch，hydrologyresources，floodhazardforecasting，waterresou

4、rcemanagementandnationaldefence．Whenspreadsintheflowingliquid，ultrasonicwavecancarrytheinformationofthecurrentvelocityoffluid，therefore，it’SpossibletoMeasurethecurrentvelocityoffluidthroughthereceivingultrasonicwave．Thisthesishasfn'ststudiedthemeasurementtheoryoftime—differenceultrasoniccu

5、rrentmeter,includethederivatingthetheoryformula,theoreticallyanalyzingthetransmissioncharacterofultrasonicwaveinfluid，andthemeasurementandestimationmethodsofthedelaytime．Onthebasisofthesystemperformancesandrequirements，designedthewholeschemeoftheultrasoniccurrentmature，comprehensivelydiscu

6、ssingthethinkingofthesystemdesign，thehardware，thesoftwareprocessing，thesolutionsofkeytechnologies，andsimulation．Inthissystem，oneultralow-powerMCUMSP430isusedasthemaincontrolchip，oneTMS320C6416isusedasthedigitalsignalprocessingchip，andFPGAofXinlinxCompanyisusedasthelogiccontrolchip．Intherec

7、eiveingcirucuit，thespecialADCandAGCchipsfromADICompanyareusedtosimplifythecircuit．ⅢSschemeiSanefficient，accuratemethodincurrentvelocitymeasurementthanthatbytraditionalmethods．Keywords：ultrasoniccurrentmeter；cross—correlationAlgorithm；timedifference；DSP哈尔滨工程大学学