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拖曳式成像声呐控制系统硬件设计与实现的中期报告
拖曳式成像声呐控制系统硬件设计与实现的中期报告
一、需求分析
本项目旨在研制一种成像声呐控制系统，用于在海底环境下进行声学成像探测，需要满足以下需求：
1.控制系统需要支持拖曳式声呐设备的控制操作，能够处理设备的传感器数据；
2.控制系统需要具备一定的数据存储能力，能够保存设备采集到的原始数据和经过处理后的数据；
3.控制系统需要具备一定的数据传输能力，能够将采集到的数据传输到地面计算机上进行分析处理；
4.控制系统需要具备稳定可靠的运行能力，能够在海底环境下始终保持良好的工作状态。
二、系统架构设计
基于以上需求，我们设计了如下的拖曳式成像声呐控制系统架构：
1.硬件平台
我们计划采用嵌入式计算机作为硬件平台，选用Xilinx公司的Zynq-7020作为芯片，这款嵌入式计算机既具备FPGA的高灵活性，又具备ARMCortex-A9的高性能和低功耗。
2.数据采集模块
我们选用EDA公司的AQ-427声呐作为数据采集模块，该声呐支持频率范围为3.5kHz到26kHz的声学成像，可探测深度达到200米。
3.数据存储模块
我们选用SD卡作为数据存储模块，通过嵌入式计算机上的SD卡接口，在采集数据时将数据存储到SD卡中。
4.数据传输模块
我们计划采用Wi-Fi模块作为数据传输模块，通过嵌入式计算机上的Wi-Fi接口，将采集到的数据传输到地面计算机上进行分析处理。
5.显示模块
我们计划采用OLED显示屏作为显示模块，通过嵌入式计算机上的OLED接口，将采集到的数据展示在OLED屏幕上。
三、系统实现方案
基于以上设计架构，我们计划采用如下实现方案：
1.硬件设计
通过原理图设计软件完成系统硬件设计，并进行电路布线。
2.嵌入式软件开发
采用Xilinx公司的Vivado开发套件，使用VerilogHDL进行开发，完成系统嵌入式软件开发。
3.无线通信
采用串口通信协议，通过Wi-Fi模块将采集到的数据传输到地面计算机上进行分析处理。
4.传感器数据处理
将AQ-427声呐的传感器数据通过FPGA处理，完成声学成像探测，并将处理后的数据存储到SD卡中。
5.显示数据展示
通过OLED屏幕显示采集到的原始数据和处理后的数据。
四、预期成果
通过本项目的研究和实验，我们预期实现拖曳式成像声呐控制系统的硬件设计与实现，能够在海底环境下进行声学成像探测，并将采集到的数据传输到地面计算机进行分析处理，同时能够展示采集到的数据。本项目的成果将有助于海洋勘探等领域的应用和研究。