基于DSP和MSP430的水声应答器设计

针对国产水声定位系统在浅海石油勘探中定位距离短、无法多目标定位等局限性,设计并实现了一种以MSP430为主控制器、数字信号处理器为协处理器的新型水声应答器。系统硬件采用低功耗设计,水下通信方式为Gold码直接序列扩频,支持多应答器同时应答。通过Matlab仿真和消声水池、湖泊的实际测试,结果表明该应答器性能稳定可靠,待机静态工作电流小于1mA,实现了水下1500m作用距离的多目标应答器定位。     

TCM在基于OFDM的水声通信系统中的应用研究

信道带宽窄、强多途、强噪声干扰一直是水下信息高速、可靠传输的主要障碍,提出用网格编码调制技术（Trellis-Coded Modulation,TCM）与正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）相结合的传输体制可有效解决水下高速数据传输的带宽效率和可靠性问题;并详细介绍了TCM、TCM-8PSK的原理及在基于OFDM的水声通信系统中的应用;理论分析和计算机仿真结果表明使用该传输体制的水声通信系统能在不损失数据速率也不增加带宽的情况下编码增益能提高3 dB左右,水声通信系统的性能得到明显改善。     

防腐工程中阴极保护电流检测系统的设计

介绍了一种水下钢桩防腐阴极保护电流检测系统及相关的硬件电路的设计,用以实现远距离无人化检测与监控。介绍了系统硬件结构、通信网络配置以及有关的芯片与微处理器,阐述了软件的设计思路。试验表明,该系统结构简单、成本低廉、性能可靠,能满足工业现场的需要。     

基于ADSP21160的多通道同步采样并行处理系统

为了满足水声通信以及水下信号处理和目标识别等方面对高速实时并行处理系统的要求,文章设计并研制了一种基于4片SHARC-DSP芯片(ADSP21160)和多通道同步采样ADC芯片的多处理器并行数字信号处理系统,解决了水声通信与阵列信号处理中多通道同步采样和大数据量的高速实时处理的问题,同时该系统具有良好的稳定性和通用性。     

基于WSNs的井下应急语音通信系统的研究

针对目前井下语音通信系统的现状,设计了一种基于无线语音传感器网络的矿井应急语音通信系统,该系统以SPCE061A和CC2420芯片为核心设计传感器节点,结合CAN控制器SJA1000设计Sink节点,并对网络通信协议进行了分析,给出了系统的硬件设计和软件流程。克服了传统有线网络的局限性,避免了其他无线通信技术高功耗的缺点。实验表明:该系统简单、可靠、经济,具有很好的应用前景。     

水声传感阵列指向性与系统传输性能研究

针对浅海水声通信中水汽界面和海底的反射产生多途效应对信号传输的影响,依据水下声传输原理,分析了水声信道中的噪声特点和产生多途效应机理,研究水声信道中声传感器指向性与传输性能关系,探讨水声传感阵列方式在水下通信环境的优势,设计合理的阵元间连接形式、阵列驱动电路和阻抗匹配电路,保证有效的功率耦合效率。经水下试验测试表明:采用一定指向性的声阵列结构,利用单个阵元波束宽度小于10°,构成阵列结构的波束宽度小于30°,并进行一定阻抗匹配,可减小能量损失,有效提高水声通信系统性能。     

基于MELP的水下实时语音通信机的研究与实现

根据水声通信的复杂信道特性,对混合激励线性预测语音编码MELP算法和低密度奇偶校验码LDPC的结合进行了研究,设计了基于ARM+DSP的多载波水声实时语音通信样机。经水池实验测试,系统表现出良好的实时性和语音可懂度性能,可分辨出不同说话人的声音。     

CAN总线上语音与数据混合传输技术的研究

在排队论的基础上,文章对CAN总线协议建立了数学模型,并使用Matlab仿真平台分析了通信系统中语音与数据混合传输的性能,阐述了系统负载与帧传输平均时延的关系;使用微处理器PIC18F258、语音处理模块AMBE-2000、模数转换器PCM3500等芯片建立了一个小的硬件通信系统,进行了相应的实验测试,实现了语音与数据的混合传输。     

基于Si4463的无线语音系统设计

目前国内短距离无线数字语音产品大多采用硬件对语音数据编解码,成本较高。Speex作为一种基于码激励线性预测(CELP)算法,因其开源、免软件专利费、多采样率、多位率、高质量的特点而被广泛应用于各种嵌入式设备的语音编解码。本文采用最新的Contex-M3 ARM微处理器芯片和射频芯片Si4463设计了一个低功耗、短距离、时分双工的无线语音系统。综合阐述了系统的整体设计、射频芯片的选型、Speex算法在STM32F205RB芯片上的运用。经过反复测试验证,该系统在空旷的环境下,200m以内通信可靠,较好地实现了两点间语音通信的功能。     

水声CDMA多用户通信系统仿真研究

针对水声环境通信系统码间干扰和相位偏移问题是水下多用户通信面临的主要问题,水下有限的发射功率使接收机对远距离用户信号的接收性能较低。提出了一种水声码分多址多用户通信系统,系统采用多输入多输出(M IMO)判决反馈均衡器补偿码间干扰、抑制多址干扰,同时利用扩频增益提高接收性能并进行仿真验证。计算机仿真结果表明,当扩频码长度为15、输入信噪比为16dB、远距离用户信号功率比近距离用户低14dB时,接收机能够对各用户信号无误码地接收,证明了系统的有效性。     

远距离无中继有线语音通讯系统硬件设计

本文主要讨论了远距离无中继有线通讯系统的硬件设计思想。本通讯系统采用AMBE1000TM CODEC结合LSP1027语音PCM信号处理芯片进行语音信号的处理;同时,采用FX909A和FX429A传输数字化后的语音信号;在整体上,采用AT89C52单片处理器负责接口、各环节之间的数据通讯和必要的数据处理。     

远距离无中继有线语音通讯系统硬件设计

本文主要讨论了远距离无中继有线通讯系统的硬件设计思想。本通讯系统采用AMBE1000TM CODEC结合LSP1027语音PCM信号处理芯片进行语音信号的处理;同时,采用FX909A和FX429A传输数字化后的语音信号;在整体上,采用AT89C52单片处理器负责接口、各环节之间的数据通讯和必要的数据处理。     

基于CAN和WSN的煤矿语音通信系统设计

针对现有煤矿语音通信系统的不足,设计了一种既可以够满足正常语音通信要求,又可以在紧急情况下保障应急语音通信的煤矿语音通信系统。该系统采用集成无线收发器和8051微处理器的CC2530作为主控芯片,采用AM—BE2000语音编解码芯片,正常情况下采用CAN总线通信模式,应急情况下采用无线通信模式。详细介绍了系统的硬件设计和软件设计,并通过定性和定量两种方法进行了实验,通过实验证明该系统的声音强度、语音音质、失真度等指标均能满足现场的需求。     

一款可编程语音处理器的设计与应用

为了提高通信系统的保密性,降低制造成本,需要进行专用处理器的设计.该文基于SELP(Sinusoidal Excitation Linear Prediction)算法模型原理,设计了一款高质量多速率语音专用处理器芯片.芯片使用可重构体系结构和超长指令字系统设计方法,将复杂度高的子程序进行优化,能够显著提高指令并行度.仿真结果表明:在该芯片上实现语音压缩编码算法,执行效率高于相同工艺水平的通用数字信号处理器,并保持原有编码质量.该处理器能够实现多种类型的语音压缩算法,使语音算法可以达到高保密性、低复杂度和易开发性.     

基于FPGA的直接数字频率合成器设计

随着数字集成电路和微电子技术,尤其是现场可编程门阵列(FPGA)器件的发展产生了第三代频率合成技术--直接数字频率合成(DDFS).本文介绍了利用可编程逻辑门阵列FPGA器件实现直接数字频率合成器(DDFS)的工作原理;给出了利用ALTERA公司的FPGA芯片(FLEX10K系列EPF10K10LC84-4器件)完成DDFS系统设计的具体方法.在设计中所用编程语言是VHDL.     

船舶智能监控系统的研究与实现

提出了一种基于GPS和CDMA技术的船舶智能监控系统的设计方案;采用CDMA无线通信技术、嵌入式技术研制了船舶智能监控终端的硬件,分析了GPS定位和CDMA通信技术的原理,编写了船载智能终端中GPS模块与AT91RM9200微处理器的串口通信程序和基于TCP协议的智能终端与监控中心的无线网络通信程序,移植了PPP协议,采用进程间通信机制开发了应用程序,并对船舶监控终端进行了调试和实验运行;实验结果表明,船舶智能监控系统的无线数据通信可靠。     

PPM水下激光通信同步技术的研究

水下激光通信由于信道的特殊性,对于调制解调的方式比常规的激光通信有独特地要求。采用脉冲位置调制解调方式实现的水下激光通信系统兼顾了带宽利用率和功率利用率,有着巨大的应用前景。考虑以往的脉冲位置调解系统都是板级电路,如何将系统单片集成化已成为一种趋势。传统的脉冲位置解调系统有的是对频率要求较为苛刻,或者是采用了模拟器件,因此并不适合单片集成化。针对脉冲位置通信的特点,提出了一种新特别的数字锁相环的解决方式,来实现PPM信号的时隙同步,避免了传统的数字锁相结构由于调整时钟周期,而带来的逻辑延迟不足的风险。同时针对激光通信的特点,也提出了一种新的帧同步解决方式。最后的结果在Xilinx的ML505上验证通过。     

基于PCI总线的ARINC429总线接口板硬件设计与实现

介绍了一种基于PCI总线的ARI NC429总线多通道智能接口板硬件设计与实现,设计中,采用了PLX公司的PCI9052作为PCI总线接口芯片,采用TI公司的TMS320F2812作为接口板的嵌入式CPU,采用Device Engineering公司的DEI1016和BD429芯片配套使用作为ARI NC429总线接口,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C12来实现接口板的地址译码和逻辑控制等功能;该电路设计方案简化了接口板PCI接口电路的设计,有效地提高了接口板的执行速度,同时具有集成度高、体积小、通信通道数可改变等优点。本接口板已在多个工程项目中得到应用,实验证明其工作稳定,性能良好。     

海洋定点垂直剖面监测控制系统研制

介绍了该系统中控制子系统的设计与实现。控制子系统可分为水下监测数据采集平台和水上通讯平台两部分,分别实现水下垂直剖面监测数据的获取以及监测数据的就地存储与卫星通讯。水上、水下平台均采用接口资源丰富的AT91SAM9260作为核心芯片,以满足多种剖面数据的采集、存储以及通讯需求。实验表明,控制子系统功能完善,运行稳定,达到设计要求。     

汉语文语转换及语音编解码的基于DSP的综合实时处理

提出了汉语文语转换和语音编解码的基于DSP的实时综合处理的思想。介绍了实时综合处理的基于DSP的硬件与软件实现。文章介绍的基于DSP的实时综合处理具有以下几个方面的特点：(1)在单片DSF和不超过IMB的DSP最小系统上实现了一个任意文本的汉语文语转换系统；(2)为提高语音合成的自然度，提供了灵活的语音定制功能；(3)根据通信信道容最大小，实现可灵活选择的采甩语音合成方式的语音通信和语音编码方式的语音通信；(4)基于DSP的实时综合处理的在线重构；(5)基于RS232的通用异步串口的包括命令解释引擎、合成引擎、编码引擎等的模块化DSP软件结构。