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关于数据采集论文范文写作 基于BDS的数据采集存储与状态监测系统设计相关论文写作资料

主题:数据采集论文写作 时间:2024-03-21

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摘 要: 随着北斗卫星导航系统的不断完善,可以为用户提供更高精度的导航与授时服务,实时的信息采集存储及状态监测成为急需解决的问题之一.设计一种基于BDS的数据采集存储及状态监测系统,选用FPGA作为核心处理器,并详细介绍了实时采集存储的设计与实现方案,同时通过串行通信技术将数据上传到上位机中处理.试验结果表明,该系统具有稳定性高、实时性强和易操作的性能,为导航定位服务中的信息采集监测提供了一种方法,具有一定的工程应用价值.

关键词: 北斗导航; 信息采集; 信息存储; 串行通信; FPGA

中图分类号: TN919?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)20?0087?04

Abstract: With the improvement of BeiDou Nigation Satellite System (BDS), it can provide users with more accurate nigation and timing services. Meanwhile, real?time information acquisition, storage and condition monitoring become the urgent problems to be resolved. Therefore, a data acquisition, storage and condition monitoring system based on BDS was designed, in which FPGA is selected as its core processor. The designed and implementation scheme of real?time acquisition and storage is elaborated. The serial communication technology is adopted to upload the data to the PC for processing. The experimental results show that the system has high stability, strong real?time performance and is easy to operate, which provides a method for information acquisition and monitoring in nigation and positioning services, and has a certain engineering application value.

Keywords: BeiDou nigation; information acquisition; information storage; serial communication; FPGA

0 引 言

随着我国自行研制的全球卫星定位与通信系统即北斗卫星导航系统(BeiDou Nigation Satellite System,BDS)的快速发展.目前已经具备在亚太地区内全天候、全天时为各类用户提供高精度,高可靠定位、导航、授时服务及短报文通信能力.相较于GPS导航系统,北斗系统在特定的应用领域有着不可替代的作用.目前,多数常规炮弹尚未采用制导控制,命中率较低,但若采用GPS提供导航服务,在战时会造成不可挽回的损失.为了提高武器的命中精度,通常需要利用组合导航对武器飞行过程中的导航参数进行修正[1?2].本文设计了基于BDS的数据采集存储及状态监测系统,可以实时记录飞行过程中载体的位置和速度等参数,同时可以将导航数据发到上位机中进行处理.

1 系统设计方案和模块设计

本系统为了实现在弹载实验前对BDS是否定位成功进行在线监测,同时将整个弹载实验过程中的BDS导航定位参数进行实时采集存储.系统主要包括北斗卫星接收机模块、FPGA控制模块、FLASH存储模块、串口通信模块[3?4].

系统总体设计框图如图1所示.

1.1 北斗卫星接收机模块

北斗卫星接收机选择HwaNMod?2?001弹载高动态卫星导航接收机,该接收机采用高阶跟踪环路专利技术,实现在各种动态下的稳定跟踪和精确定位,而且它还具有体积小、动态性高、抗过载能力强及可靠性高的特点.接收机上电后,根据事先的硬件配置,可以输出卫星号、卫星方位、可见星、锁定星、工作状态指示、时间、定位和测速等动态参数.接收机的定位信息由两路全双工串行口输出,设置数据的波特率为115 200 b/s,1个起始位,8个数据位,1个停止位,无奇偶校验.串口1用于定位系统工作状态检测,同时用于加注星历;串口2以二进制格式输出定位相关信息.接收机输出接口与FPGA之间的连接电路示意图如图2所示.

1.2 FPGA控制FLASH存储模块

本系统选用XILINX公司的Spartan?Ⅱ系列中的XC2S30 FPGA 作为核心控制芯片,该款FPGA采用低内核电压,减小了芯片的功耗.另外,其内部具有丰富的RAM空间,可以开辟成内部的FIFO,对BDS传输的数据进行缓存,保证数据的完整性.本设计选用三星公司的K9K8G08U0E型NAND FLASH作为存储介质.该芯片具有高可靠性、体积小、容量大和读写速度快等特点,方便后续弹载试验过程中存储各种动态参量.该FLASH以页为单位进行读写操作,以块为单位进行擦除操作.其有8个通用I/O口,可以复用为地址线和数据线,从而减小芯片的体积,方便后续的升级更新[5?6].FLASH存储模块的电路设计如图3所示.

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