TKIS-Ⅱ机械扫描成像声纳研究与设计

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使用声学方法来对海洋进行探测,一直以来都是人类探索海洋的一种重要方式,其中声纳在海洋探测中一直扮演着不可或缺的角色。尤其是在内陆资源不断消耗的情况之下,越来越多的国家把资源获取的目光转移向了海洋这片领域。随着时间的推移,成像声纳研发的重要性与日俱增。在实际探测场地中,海洋声纳设备能够清晰、真实地绘测出探测目标的具体信息,获取的这些信息能较准确地完成目标探测、目标跟踪、海底失物打捞、湖泊地形测绘分析等一系列的工作任务。由于科学技术水平的迅速发展,对于声纳技术的应用要求也相应提出了更高的要求。本实验室之前研发的TKIS-Ⅰ在国产化、便携性、低功耗等方面,也面临着重新设计的必要。为了能够满足更高要求的探测需要,本课题组重新研发出新一代机械扫描成像声纳。本文将针对机械扫描成像声纳设备进行研究,具体的工作主要包括了以下几个内容:(1)收集资料。使用网络查找相关资料,对当前领域的国内外情况进行综合型的调查和资料收集。通过网络、书籍、导师交谈、研究所交流、实地考察等形式进一步了解目前国内外声纳探测技术对海洋资源利用率的影响,以及普遍所面临的问题,从而抓住需要突破的方向。(2)制定系统设计方案。系统设计方案是在研发过程中对产品进行进一步完善的。在这次设计过程中,实验室成员都需要参与到项目的实际工作中来,在充分讨论、交流的基础之上完成较为初步的产品设计,随后经历测试、访谈、调研、设计、再验证、再审议的过程,进而完成相对较为全面、科学的系统设计方案。(3)对设计方案中的元器件进行采购,并逐一测试其功能的好坏,之后对系统的各个小模块进行设计,例如:MM32最小系统模块设计、FPGA最小系统模块设计、24V电源模块设计、以太网传输模块设计、高速ADC电路模块设计、步进电机驱动模块设计、光耦复位检测模块设计。有了模块设计的思路后,对每一模块进行测试,确保每一个模块运行能满足系统设计的要求。(4)将所有调试正常的模块,按照事先设计好的工作流程进行整合,确保各模块整合后能够按照系统需求正常运行,并能正常显示。系统在完成调试工作以及室内外实验后,总结出整个过程中所碰到的困难,并对之后系统的改进方向做出一些考虑,提炼总结研究的成果。(5)通过样机的实验结果,来验证此次机械扫描成像声纳的设计,证明产品最终能满足期望的要求,以及运行状态良好。
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