水下動態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足某些測試試驗的設計要求，需要將一些重要的高速信號進行完整地記錄，并且事后進行數(shù)據(jù)傳輸和重放，本文研制的正是這樣一款基于水下動態(tài)參數(shù)測試的高速采集記錄傳輸系統(tǒng)。 本文中主要研究內(nèi)容為兩個方面： 一是通過水下爆炸的過程分析，結(jié)合實際測試特性，以及測試環(huán)境要求和硬件電路的設計與實現(xiàn)等諸多方面考慮，確定了適合的采樣頻率、采樣策略和測試方法，提出了水下動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)設計的總體方案和系統(tǒng)組成，并分析了系統(tǒng)組建的合理性，設計

2、并研制了基于CPLD控制的硬件采集電路，該采集系統(tǒng)與以往同等水中爆炸測試儀器相比，采樣頻率高，測試數(shù)據(jù)量大，精度高的優(yōu)點。但同時由于測試數(shù)據(jù)量的增加，加重了數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢摀?，從一方面上降低了整體系統(tǒng)的存儲和通信效率。而這一矛盾問題的解決成為了本論文的核心內(nèi)容，即針對該系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)傳輸過程中對于速度以及存儲容量的特殊限制，提出了通過數(shù)據(jù)無損壓縮實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南鄬铀?，以及?shù)據(jù)容量的縮減，從而達到系統(tǒng)減負提升傳輸效率和節(jié)省存儲成本的

3、目的。 最終本文以數(shù)據(jù)壓縮理論為基礎(chǔ)，結(jié)合測試系統(tǒng)要求以及硬件電路的實現(xiàn)難易程度以及測試數(shù)據(jù)不同的算法壓縮后的性能比較等多方面考慮，得出了適合硬件數(shù)據(jù)實時壓縮的--LZW字典壓縮。并且針對數(shù)據(jù)壓縮的特點討論了數(shù)據(jù)無損壓縮的應用性和可行性。設計完成了基于FPGA的硬件實時無損壓縮電路，通過對驗證數(shù)據(jù)的測試，實時壓縮速率可達到了4Mbyte/s，滿足了一般測試系統(tǒng)的要求，其中對于實測數(shù)據(jù)壓縮率最高可達26.7％，傳輸速度提速為原速的