[發(fā)明專利]一種聲信號多通道同步采集及集中存儲系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111081294A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 邱前寶;李曉峰;許霽;趙俊杰;江先軍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司七五0試驗場
• 主分類號: G11C7/16
• 分類號: G11C7/16
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 邵會昌

本發(fā)明公開了一種聲信號多通道同步采集及集中存儲系統(tǒng)及方法，從整體設計方案、硬件設計實現和軟件開發(fā)的一整套技術。該項技術可以對分布廣泛、距離相距較遠的多個采樣點進行同步采集。對采集到的數據進行匯總集中存儲，并且在傳輸和存儲的過程中不發(fā)生數據錯位等情況，對多個通道每個時刻形成的數據快拍保存完好。利用計算機存儲數據，數據存儲容量大。用戶讀取及分析數據十分便捷。硬件通道擴展性良好，具有較高的可靠性、可集成性、通用性和可擴展性。

技術領域

本發(fā)明屬于水中兵器試驗測試技術領域，也可推廣應用于具備相似條件的民用領域，具體為一種聲信號多通道同步采集及集中存儲系統(tǒng)及方法。

背景技術

在利用活動靶標對水中兵器進行脫靶量、電磁引信等考核試驗時，需要對分布廣泛的電磁、聲等多個通道進行同步采集并集中存儲。與GPS信號進行同步，使所有的通道都以一個時間為基準。

脫靶量測量是利用目標聲信號到達接收換能器的時延來計算目標與靶間的距離。當使用合作信標3D段進行脫靶量測量時，通過計算3D段發(fā)出的聲信號到達活動靶脫靶測量系統(tǒng)的接收換能器的延時就可以計算出目標的距離。因此3D信號的時間基準與脫靶測量的時間基陣必須嚴格同步，這樣測量出的脫靶量才精確。脫靶量測量系統(tǒng)安裝在活動靶航行體上，其換能器、前放等模擬組件安裝在航行體上。當使用多種方法進行脫靶量測量時，其物理通道將成倍提高。根據項目實際使用情況，聲信號共有10個通道。對電磁引信的考核，為使得電磁的接收作用距離與實際潛艇尺寸盡量一致，在活動靶的拖纜上除了聲發(fā)射和接收，還等間距安裝了4個電磁接收傳感器。每個電磁傳感器有X/Y/Z三個方向，即有3個模擬采樣通道，則在電磁引信系統(tǒng)上共有12個接收通道。

對22個通道的數據進行集中存儲主要是使用計算機存儲。如何對分布廣泛在航行體和拖纜上的22個通道進行同步采樣及集中存儲是一技術難題。當前實現同步采集和存儲主要是針對單板電路或是針對物理位置相對集中的系統(tǒng)。

發(fā)明內容

為解決上述現有技術存在的不足和缺陷，發(fā)明人經過研發(fā)，現提供了多通道同步采集及集中存儲技術，對分布廣泛、距離相距較遠的多個采樣點進行同步采集并且利用計算機進行數據集中存儲。在傳輸和存儲的過程中不發(fā)生數據錯位，對多個通道每個時刻形成的數據快拍保存完好。利用計算機存儲數據，數據存儲容量大。用戶讀取數據及分析數據十分便捷。硬件通道擴展性良好，具有較高的通用性、可靠性、可集成性和可擴展性。

具體的，本發(fā)明是這樣實現的：一種聲信號多通道同步采集及集中存儲系統(tǒng)，包括拖纜組件內的電磁接收組件和第一聲接收組件，其特征在于，還包括置于外部的3D同步設備，置于航行體上的同步電路板、第二聲接收組件、數字流轉換電路板模塊、信號處理模塊、存儲模塊；其中：3D同步設備連接至同步電路板，用于對同步電路板進行同步，將其與裝在參加試驗的產品上的3D段統(tǒng)一到同一時間基準；同步電路板，用于將產生的同步信號傳輸給第一、二聲接收組件、電磁接收組件及數字流轉換電路板；第一、二聲接收組件、電磁接收組件，用于根據接收到的同步信號對各自所接收的聲信號、電磁信號進行同步采樣；并將采樣的數字信號傳輸給數字流轉換電路板模塊；數字流轉換電路板模塊，用于對所接收的數字信號進行整理打包，并傳輸給信號處理模塊，信號處理模塊，用于將接收的數據存儲在固定的緩沖區(qū)；存儲模塊，用于對相應的緩沖區(qū)進行讀取并存儲。

進一步的，所述同步電路板，將產生的同步信號傳輸給第一、二聲接收組件、電磁接收組件及數字流轉換電路板，所用的傳輸形式為RS485形式傳輸；所述第一、二聲接收組件、電磁接收組件，將采樣的數字信號傳輸給數字流轉換電路板模塊，所用的傳輸形式為RS485串口形式；所述數字流轉換電路板模塊將數字信號進行整理打包，傳輸給信號處理模塊的傳輸協(xié)議使用TS101的LINK傳輸協(xié)議。

進一步的，所述信號處理模塊和所述存儲模塊，還用于將數據存儲在開放的數據緩存地址區(qū)間，由計算機通過CPCI總線對相應的緩存地址進行讀取，并存儲在計算機硬盤，完成多路信號同步采集及集中存儲。