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依据Lab Windows/CVI的激光声遥感体系规划

2011-07-04 10:31
木中君
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  1 导言

  Windows操作体系因其杰出的功用已成为各个范畴广泛选用的操作体系渠道,由于Windows对体系底层操作采取了屏蔽的战略,因而对用户而言,体系变得更为安全,但这却给很多的硬件或许体系软件开发人员带来了不小的困难,由于只需运用中涉及到底层的操作,如直接拜访I/O端口和物理内存等,开发人员就不得不深化到Windows的内核去编写归于体系级的虚拟设备驱动程序。笔者开发的激光声遥感体系显控软件中涉及到物理内存的拜访和信号波形的显现,如选用VC++等言语开发,一方面开发虚拟设备驱动程序作业难度较大,别的波形的显现及选取定位等作业完结起来也较冗杂,而如果在Lab Windows/CVI环境下完结这一作业,这一切将变得非常轻松,并且使体系的功用愈加超卓。

  2 关于Lab windows/CVI

  Lab Windows/CVI 是美国NI(National Instrument)公司开发的Measurement Studio软件组中的一员,是32位的面向核算机测控范畴的虚拟仪器软件开发渠道,可在Windows 98/NT/2000等操作体系下运转。它以ANSIC为中心,将功用强大、运用灵敏的C言语渠道与用于数据收集、剖析和显现的测控专业东西有机结合起来。它的交互式开发渠道、交互式编程办法、丰厚的功用面板和库函数大大增强了C言语的功用,为了解C言语的开发人员树立主动化检测体系、主动丈量环境、数据收集体系、进程操控体系等供给了一个抱负的软件开发环境。当时的最新版别Lab Windows/CVI 7.0更因其彻底集成的作业渠道(Workspace)、可生成代码的硬件配备帮手以及经从头规划的数据收集界面为广阔用户供给更灵敏、高效又长时间安稳的ANSI C编程,大幅增加了开发速度。它的用户界面函数库除了供给一般程序规划言语供给的控件外,还扩展了新的完善的带有图画、符号和分栏功用的树型控件、图形图例控件、以及“open GL”控件 等;新的图形控件具有滑润显现,抗混叠, 内置DataSocket以及另一个x轴的功用,能更有效地显现丈量数据。别的,Lab Windows/CVI还支撑多线程编程及物理内存拜访,它不只供给了用来进行数据存储和读取的内存办理函数,还在Utility函数库中供给了使用物理地址对内存直接拜访的Physical Memory Access子类,本文中显控软件的规划正是依据它这几个方面的特性。

  3 激光声遥感体系概述

  激光声遥感体系是一种新式的水下方针遥感勘探体系,它经过对接纳到的水下方针反射的宽带窄脉冲信号进行实时处理来完结对水下方针的勘探和定位。因而,在军事和国防建设中具有重要的含义。

  体系的作业原理为高能激光束照耀水面在水中发作高频宽带声脉冲信号,信号在传达的进程中遇到水下方针发作散射或反射后有部分声波会透过水面传达到空气中。在空中布放的声阵将接纳到的声信号转化为电信号后送多波束接纳机进行收集、处理、显现、剖析,从而确认水下方针的方位和间隔。

  按体系要求,该接纳机将完结对采样率高达384KHz的8路信号的波束构成、检波和短积分处理,并能够实时显现14个波束的方针信号方位─间隔画面及光标所选方针的方位、间隔数据,体系的DSP部分包含前置预处理分机、高速信号处理分机和显现操控分机三个部分。其间前两部分集成为专用的DSP分机,显控分机选用高功用微机,二者经过PCI总线接口卡进行操控和数据信息的交流。体系结构框图如图1所示。

  

图1 数字多波束接纳机结构框图

  体系作业时首要发动显控微机和DSP处理机,显控微机发动图形用户界面运用程序,接纳用户设置输入,并检测激光体系发射信号;DSP分机中各收集处理模块的DSP处理器完结初始化作业后等候发动指令。激光体系发射后触发主控微机向DSP分机发送增益设置指令及发动信号。DSP分机对来自接纳阵的信号进行收集和核算,构成方针的方位—间隔波形数据并存入数据输出双口RAM中,数据满一帧后由显控微机进行读取、显现,并可以文件方式进行存储。接纳机作为微机的一个外围设备,是依照数据空间进行读写操作的,依据微机内存资源配备状况,挑选了内存的EXXXXH空间存储14个波束的数据(字存取),相邻两个波束数据交织摆放,处于同一区间,区间分配状况如下表所示。

 

表1 波束数据缓冲区地址分配表

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