水下動(dòng)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(cè)試試驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求，需要將一些重要的高速信號(hào)進(jìn)行完整地記錄，并且事后進(jìn)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(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試的高速采集記錄傳輸系統(tǒng)。 本文中主要研究?jī)?nèi)容為兩個(gè)方面： 一是通過(guò)水下爆炸的過(guò)程分析，結(jié)合實(shí)際測(cè)試特性，以及測(cè)試環(huán)境要求和硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)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(cè)試方法，提出了水下動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

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(cè)試儀器相比，采樣頻率高，測(cè)試數(shù)據(jù)量大，精度高的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)由于測(cè)試數(shù)據(jù)量的增加，加重了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，從一方面上降低了整體系統(tǒng)的存儲(chǔ)和通信效率。而這一矛盾問(wèn)題的解決成為了本論文的核心內(nèi)容，即針對(duì)該系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中對(duì)于速度以及存儲(chǔ)容量的特殊限制，提出了通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南鄬?duì)加速，以及數(shù)據(jù)容量的縮減，從而達(dá)到系統(tǒng)減負(fù)提升傳輸效率和節(jié)省存儲(chǔ)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(cè)試系統(tǒng)要求以及硬件電路的實(shí)現(xiàn)難易程度以及測(cè)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(shí)時(shí)壓縮的--LZW字典壓縮。并且針對(duì)數(shù)據(jù)壓縮的特點(diǎn)討論了數(shù)據(jù)無(wú)損壓縮的應(yīng)用性和可行性。設(shè)計(jì)完成了基于FPGA的硬件實(shí)時(shí)無(wú)損壓縮電路，通過(guò)對(duì)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的測(cè)試，實(shí)時(shí)壓縮速率可達(dá)到了4Mbyte/s，滿足了一般測(cè)試系統(tǒng)的要求，其中對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)壓縮率最高可達(dá)26.7％，傳輸速度提速為原速的