基于時(shí)間飛躍法的聲速剖面儀的研制.pdf

1、在當(dāng)前世界范圍內(nèi)的海洋大開(kāi)發(fā)背景下，我國(guó)作為一個(gè)海洋大國(guó)，對(duì)于海洋領(lǐng)域的觀測(cè)、研究設(shè)備的需求越來(lái)越迫切，其中，海洋聲納設(shè)備作為十分重要的領(lǐng)域更為受到重視，其在國(guó)防、科研和漁業(yè)等領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛。這些設(shè)備的精確與否受到海水中聲速、溫度和深度等條件的影響，因此，實(shí)時(shí)獲取海水剖面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯得十分重要。
　　本文的研究目的是完成一套基于時(shí)間飛躍法（Time of Flight，TOF）的高精度聲速剖面儀，其中主體是聲速測(cè)量部分，溫深（溫度

2、、深度）數(shù)據(jù)則通過(guò)獨(dú)立模塊進(jìn)行采集。該剖面儀能夠?qū)Σ煌Ｓ虻钠拭鏀?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和測(cè)量，最終得到該海域的聲速，溫度以及深度數(shù)據(jù)。本文在考慮了各種聲速的測(cè)量方法后，選擇了利用STM32F407作為主要芯片配合高速AD采樣得到測(cè)量數(shù)據(jù)，利用時(shí)間飛躍的原理最終得到海水中聲音的傳播速度。
　　論文中所涉及的工作主要包含以下幾個(gè)方面：
　?。?）分析影響聲音在海水中傳播的因素，綜合國(guó)內(nèi)外海水聲速測(cè)量的研究現(xiàn)狀，對(duì)比各個(gè)方法的利弊，提出

3、基于時(shí)間飛躍法的聲速測(cè)量方法。
　?。?）根據(jù)時(shí)間飛躍法測(cè)量超聲波傳播時(shí)間的原理，設(shè)計(jì)了基于STM32F407內(nèi)核以及 ADS901高速AD采集芯片的海水聲速測(cè)量的硬件系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)試與整理，實(shí)現(xiàn)對(duì)海水中聲速的高精度測(cè)量。同時(shí)設(shè)計(jì)了基于ATmega64內(nèi)核的溫深測(cè)量模塊，最終完善聲速剖面儀的整體硬件設(shè)計(jì)。
　　（3）完成系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，其中包括對(duì)聲速模塊和溫深模塊的時(shí)序及使能控制，模塊間通信，剖面儀與上位機(jī)間的通信，以及聲