基于DM3730水聲通信網(wǎng)絡硬件平臺的設計與實現(xiàn).pdf

1、伴隨著陸地資源的進一步匱乏，各國對于海洋工程與海洋技術的開發(fā)日漸重視。水聲通信網(wǎng)絡可以提供水下多節(jié)點間的信息交互，能夠提供災難預警、水下導航、海洋環(huán)境監(jiān)測、軍事監(jiān)控、水下數(shù)據(jù)采集等重要功能。水聲通信網(wǎng)絡硬件平臺是水聲通信網(wǎng)的重要組成部分，因此設計和實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的水聲通信網(wǎng)絡硬件平臺具有重要的實際意義。本研究圍繞水聲通信網(wǎng)絡，開展了水聲通信網(wǎng)硬件平臺設計和網(wǎng)絡平臺搭建兩方面的研究工作。
　　本文首先針對水聲通信網(wǎng)絡硬件平臺運算能力和

2、豐富的外設模塊的需求，選取美國TI公司推出的雙核(DSP TMS320C64x+ARM Cortex-A8)、高效、低功耗處理器DM3730作為核心芯片，通過對水聲通信網(wǎng)硬件平臺的需求進行分析，完成了系統(tǒng)功能框圖的設計。硬件平臺主要由最小系統(tǒng)板和數(shù)字底板構成，其中最小系統(tǒng)板負責高速PCB的設計；數(shù)字底板主要負責低速 PCB的設計，包括了電源模塊設計、濾波放大模塊設計、數(shù)據(jù)采集模塊設計等，并完成了部分模塊的功能測試。次，根據(jù)水聲通信網(wǎng)絡的

3、需求，在設計的DM3730硬件平臺上搭建了水聲網(wǎng)絡平臺。研究開展了如下的工作：一方面分析了水聲網(wǎng)絡平臺的組成和運行機制，針對半實物仿真實驗實現(xiàn)Tcl腳本的配置，研究了半實物仿真實驗使用的ALOHA協(xié)議；另一方面搭建基于DM3730平臺的嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，對Linux內(nèi)核進行交叉編譯，制作了用于啟動的根文件系統(tǒng)，分析了嵌入式 Linux系統(tǒng)的啟動流程，制作了用于啟動DM3730平臺的SD卡；開發(fā)了一種基于原子鐘的對時驅(qū)動，保證不同

4、節(jié)點的時間同步；開發(fā)了一種用于模擬信道數(shù)據(jù)交互的接口程序并將水聲網(wǎng)絡平臺交叉編譯，移植到設計并實現(xiàn)的DM3730硬件平臺上。最后，為了證明設計的水聲通信網(wǎng)硬件平臺能穩(wěn)定運行，功能模塊能相互協(xié)調(diào)工作，移植的水聲網(wǎng)絡平臺與硬件平臺兼容性良好，在設計的硬件平臺和搭建的水聲網(wǎng)絡平臺上完成了半實物仿真實驗。實驗搭建的水聲網(wǎng)絡平臺能成功運行ALOHA協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的傳遞。并對半實物仿真實驗的日志文件進行統(tǒng)計分析，實驗達到了預期效果，為外場實驗奠定