分布式同步水聲采集及實時顯示分析系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水聲測量和水下目標探測領域，具體涉及一種由若干個分布式的水聲數據采集單元、通信控制節點和一個顯控終端構成的具有同步實時水聲數據采集、處理和顯示功能的水聲測量系統。
【背景技術】
[0002]隨著水聲技術、信息處理技術、嵌入式微機技術、網絡和無線電通信技術的不斷發展，人類對海洋的探索活動越來越頻繁，水聲數據采集和水下目標的監測方法也越來越多。在水聲測量和水下目標探測領域，為了得到水下目標更加真實的輻射噪聲，掌握更加詳實的目標特性信息，需要在不同海域多點放置水聲數據采集單元以同步的方式進行數據采集。
[0003]在以往的水聲數據采集和監測系統中，數據采集單元不是呈分布式結構的，也無法做到同步采集，因此不適用于復雜聲場環境下的實時水聲監測。
[0004]上述論述內容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本發明的各個方面相關的技術的各個方面，相信該論述內容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本發明的各個方面，因此，應了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認現有技術。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種分布式同步水聲采集及實時顯示分析系統，其采用多個水聲數據采集單元呈分布式結構布放在不同位置，且各采集單元處于同步狀態，信息存儲和通信容量大，各單元獲得的水聲數據能同步顯示在顯控終端，可以用于復雜聲場環境下的實時水聲監測。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0007]提供一種分布式同步水聲采集及實時顯示分析系統，包括測量主平臺和至少一個測量分平臺，所述測量主平臺包括有顯控終端、若干個水聲數據采集單元，水聲數據采集單元與顯控終端通過有線網絡進行通信，所述測量分平臺包括有通信控制節點、若干個水聲數據采集單元，水聲數據采集單元與通信控制節點通過有線網絡進行通信，所述測量主平臺和測量分平臺的各個水聲數據采集單元用于同步實時采集水聲數據，所述通信控制節點與顯控終端通過無線電方式進行通信。
[0008]其中，所述水聲數據采集單元包括嵌入式微機、水聲信號調理電路、水聲數據采集卡、水聽器和數據存儲卡組成，所述水聲數據采集卡與水聽器連接，用于采集水聽器的水聲數據，水聲數據采集卡通過水聲信號調理電路與嵌入式微機連接，將水聲信號發送給嵌入式微機，所述嵌入式微機直接或通過通信控制節點連接至顯控終端，用于響應顯控終端下發的指令，并對水聲數據采集卡的采樣率、放大倍數等參數進行控制，向顯控終端實時上傳水聲數據和顯控終端進行對時，所述數據存儲卡用于存儲采集的水聲數據。
[0009]其中，所述測量主平臺和測量分平臺均包括有GPS\BD2接收器，所述GPS\BD2接收器用于收集位置信息和為采集單元進行對時。
[0010]其中，所述顯控終端包括顯控計算機及操作軟件，顯控終端用于對各水聲采集單元發送控制命令和對各水聲采集單元上傳的水聲數據進行分析、處理和顯示，控制命令包括水聲采集單元的參數設置命令、對時命令、浮標開始或停止監測命令。
[0011]本發明的水聲數據采集單元數目多，各單元可以實現同步采集，水聲數據采集單元與顯控終端通過網絡進行通信，采集后的水聲數據被實時傳輸至顯控終端，顯控終端負責對各水聲數據采集單元進行控制和水聲信號處理。本系統包含通信控制節點，依托無線電通信設備可以搭建遠程測量平臺，形成分布式結構，實現同步采集，可以用于復雜聲場環境下的實時水聲監測，提高追蹤和監測水下目標的能力。
【附圖說明】
[0012]利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0013]圖1為本發明的分布式同步采集及實時監測系統的結構框圖。
[0014]圖2為本發明水聲數據采集單元的結構框圖。
[0015]圖3為本發明分布式同步采集及實時監測系統各采集單元工作流程圖。
[0016]圖4為本發明分布式同步采集及實時監測系統顯控終端工作流程圖。
[0017]圖5為本發明分布式同步采集及實時監測系統通信控制節點工作流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0019]如圖1所示，本發明所述的分布式同步水聲采集及實時顯示分析系統，包含測量主平臺和一個測量分平臺，測量分平臺可為多個。測量主平臺和測量分平臺均形成一個局域網，每個局域網由多個水聲數據采集單元和通信控制節點組成或者直接由多個水聲數據采集單元和顯控終端組成，通信控制節點和顯控終端之間通過無線電進行通信。各水聲采集單元分布在各測量平臺不同的測量點，顯控終端布置在測量主平臺，主要由網絡交換設備連接，通信控制節點布放于各測量分平臺上，與各采集單元通過網絡交換設備進行連接，與顯控終端通過自帶無線電進行通信。水聲數據采集單元通過網絡和通信控制節點與顯控終端連接，組成若干個有線局域網和一個無線網絡，整體形成分布式系統結構。各水聲數據采集單元上電后與顯控終端建立連接，根據接收顯控終端的命令進行工作；顯控終端向各采集單元發送命令，同時根據接收的信號進行分析、處理和解算。GPS\BD2接收器主要用于定位和提供準確的時間信息。
[0020]如圖2所示，水聲數據采集單元由嵌入式微機11、水聲數據采集卡12、水聲信號調理電路13、水聽器14和數據存儲卡15等組成。水聲數據采集單元是一個功能強大的采集系統，它集數據采集、信號調理、通信和數據存儲、數據加密等功能為一體。
[0021]其中，嵌入式微機11是本單元的核心部分，負責與顯控終端的通信。嵌入式微機用于搭載操作系統，根據嵌入式微機處理器的不同，嵌入式微機可以搭載LINUX、WINDOWS,Wince等操作系統，完成與顯控終端的通信、采集模塊的控制(采樣帶寬、采樣率、放大倍數)、采集數據的存儲和上傳、與顯控終端的對時等功能。為保證各采集單元時間的準確性和數據的完整性，顯控終端每間隔一段時間向其發送一次對時命令，每次存儲及上傳的數據均含時間信息。嵌入式微機根據顯控終端下發的時間進行對時；根據顯控終端下發的參數設置命令，向采集卡和水聲信號調理電路下傳修改參數的指令；根據顯控終端下發的采集單元狀態查詢命令和存儲卡信息清除命令，對采集單元的狀態進行查詢以及清除