基于USB2.0与DSP技术的数据采集及实时处理系统的设计
数据采集与处理系统广泛应用于数据监测与分析等领域,DSP作为现代主要的信号处理技术,在数据采集与处理系统中起到关键作用,本文选用高性能的DSP芯片,使系统具备采集数据并实时处理的功能,而采用USB接口使系统与PC之间的数据传输速度极大提高,消除了瓶颈。
本论文是针对课题“海中浮游植物粒径分布和浓度现场在线监测系统”而设计的数据采集与实时处理部分,主要采集海洋浮游植物激光激发荧光信号和多普勒信号,由于水下的浮游植物运动不规律,荧光信号和多普勒信号的出现也随之具有不可预知性,因此在本设计中采用DSP程序对两通道的数据进行预触发检测,当数据超过设定阈值时,才开始更大量的数据存储,从而得到双通道信号的全包络。系统通过DSP强大的信号处理能力可以很好的完成对多普勒信号进行频谱分析。
本文主要介绍一种采样频率在5M以下的数据采集与实时处理系统的总体设计方案,阐述并分析了系统各部分的功能及实现方法,总体设计思想为:被测光信号经过传感器变为模拟电信号,通过AD转换器转换为数字量后,在CPLD的时序控制下,存入DSP并对数据进行FFT,处理后的数据经过USB接口传入PC机并显示实时频谱。
在硬件设计方面,本文分别对系统的传感器模块、模数转换模块、信号处理模块、逻辑模块、电源模块、以及通讯模块的工作原理、设计方案和PCB设计做了具体介绍。
在软件设计方面,本文阐述了采集系统的DSP算法程序的设计开发过程;在USB2.0协议的基础上介绍了接口芯片固件程序以及上位机应用程序软件的设计。
数据采集;DSP信号处理;傅里叶变换;USB2.0协议;多普勒信号;频谱分析;浮游植物监测
中国海洋大学
硕士
信号与信息处理
王旭柱
2011
中文
X830.3;X834
71
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）