基于互相关的小型化低功耗超声波风速风向仪设计     

郑健  卢会国 《气象科技》2024,52(1):27-36

超声波风速风向仪具有无转动部件,响应快,精度高的优点,但体积大、功耗高、成本高成为限制超声波风速风向仪广泛使用的主要因素。为了便于超声波风速风向仪的推广和使用,本文采用国产FPGA(Field Programmable Gate Array)并结合FIR(Finite Impulse Respond)滤波器以及互相关检测算法设计了一款超声波风速风向仪,探头之间的距离仅为80 mm,感风面积仅为传统超声波风的1/10,使得省级风洞均可计量检定。整机经过风洞实测,每秒钟可完成50次风速风向测量,在0～5 m/s时风速最大测量误差为±0.3 m/s, 5～20 m/s时风速最大测量误差为±0.5 m/s, 20～30 m/s风速测量最大误差为±5%,稳定风速下风向测量最大误差为±1°以内,总功耗为0.2 W(仅为传统超声波风功耗的1/20)。通过实测数据发现,FPGA结合数字滤波及互相关检测算法相比于传统的DSP(Digital Signal Processor)超声波风速风向仪能明显缩小体积,降低成本功耗。  相似文献   

单通道低功耗大容量海洋声信号测量仪的设计与实现          下载免费PDF全文

刘颉  刘蔚  李国富  张晓娟  张爽  李琦  杨逍 《海洋技术学报》2019,38(2)

海洋环境噪声是海洋声场的背景场,通常被当作干扰项,许多国家纷纷投入力量,开展海洋环境噪声数据获取、分析及噪声场建模工作。针对海洋环境噪声的测量,同时为了满足设备在水下较长时间工作,设计了一种基于ARM芯片的海洋声信号高速数据采集系统,即单通道低功耗大容量海洋声信号测量仪,集成温度传感器、压力传感器和同步模块,具备定时和连续两种工作方式。采用ARM Cortex-M3微控制器LPC7168控制24位AD芯片ADS1271实现声信号采集,最高采样速率可达50 k,采集的AD数据以文件格式存储在SD卡(容量256 Gbyte)中。采用单片机PIC12F509作为值班电路,PIC12F509在控制系统工作时作为看门狗使用。经过实验室试验和湖试,验证系统工作稳定,数据采集存储正常,在消声水槽完成与DSG比测试验,通过对回放数据的分析,验证采集数据一致性较好。试验证明声信号测量仪是获取海洋环境噪声的重要设备。  相似文献   

一种低功耗海洋定位信标的研制与应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

姜静波  刘庆奎  于非  陈永华  倪佐涛 《海洋科学》2020,44(11):72-77

研制了一种低功耗的定位信标，用于长期服役于水下的海洋仪器回收出水后的定位搜寻工作。信标基于GPS射频组件开发，与仪器固定在一起，待整体浮出水面后，会启动位置信号发送程序，通过电信网络，将该信标的实时位置发送至终端。经测试表明，信标性能可靠，可为海洋仪器的安全工作和顺利回收提供保障。  相似文献   

地电场观测的低功耗技术研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

胡明朝  席继楼  刘超  李晓鹏 《地震地磁观测与研究》2011,32(1):71-76

针对基于野外无人职守观测的工作模式,在对网络化地电场观测系统进行初步讨论的基础上,采用软硬件结合的方法,对降低地电场观测仪器(主机)功耗的主要技术实现方法进行系统分析和讨论,采用该方法可以将系统功耗降低到2 W以下,基本达到应用需求.  相似文献   

低功耗全向性磁日变观测系统设计     

陆敬安  徐行  廖开训  于彦江 《南海地质研究》2007,(1)

远海区磁力测量常因缺少测区附近的日变观测数据而使磁测结果得不到适当校正，从而导致磁力数据处理产生较大误差，影响了磁法勘探的效果。为有效解决远海区磁日变数据的观测问题，研制能够在深水区进行长时间连续观测的日变站是较好的途径之一。这种适于在远海区工作的日变站需要具有耐压高、数据存储量大及功耗低的特点，同时在探头线圈设计上还考虑了适应其方向难以控制的特性来制作全向性探头，以保证接收信号的强度。而日变站的结构还应能够保障系统良好的信噪比。  相似文献   

低功耗GPS天线     

《全球定位系统》2004,29(5):20

  相似文献   

1Bit极性重合相关器的研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

戚海峰  陈孝桢 《海洋技术学报》2003,22(4):66-70

介绍一种应用于水声系统的接收电路：1Bit极性重合相关器。由于水下信号传输系统存在着：通道之间的频率间隔小、易受噪声干扰、用电池供电而要求长时间工作等问题，相应地，接受电路就必须具有窄带滤波能力，抗噪声性能良好，并且功耗极低。而普通的模拟滤波器或数字滤波器无法全面地满足这些要求。1Bit极性重合相关器极好地解决了这个问题，它不仅满足上述要求，而且有着结构简单、体积小、性能稳定等优点。作为水下信号传输系统的重要环节，1Bit极性重合相关器运行非常准确而且可靠，值得在水声系统中推广。  相似文献   

海床基自动监测系统中央控制单元设计与实验     

张毅  孙思萍  齐尔麦  常延年 《海洋技术学报》2007,26(4):1-3

根据海洋监测仪器及系统工作环境的特点,需要从高可靠性、低功耗、长时间工作、小体积、轻重量等几个方面进行深入分析和研究。论文设计的海床基自动监测系统的中央控制单元,采用工业MSP430、带中断输出的时钟芯片DS1305、FLASH RAM和低阈值VMOS功率管等低功耗3.3 V器件,应用中断和休眠软件设计方法,很好地满足了使用要求。通过实验和分析,指出了低功耗海洋监测仪器及系统设计的基本原则,总结了MSP430闲置的管脚处理、上拉电阻阻值合理选择和电池自放电电流等问题的解决方案和应用经验。  相似文献   

基于DSP设计低功耗强震仪     

朱小毅  林湛  陈阳  李江  庄丹宁  杨桂存  叶鹏 《地震地磁观测与研究》2010,31(4):115-118

介绍了一种专门使用数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)来实现数字强震仪的低功耗设计,给出了系统的结构框图,并且就数字强震仪在硬件设计和软件实现的节能技术进行了描述。该强震仪完全能够满足自由场的强震观测和建筑物的结构观测。  相似文献   

一体化低功耗宽频带数字地震仪研制          下载免费PDF全文

彭朝勇  杨建思  薛兵  陈阳  朱小毅  张妍  李江 《地震学报》2014,(1)

流动观测台网与固定观测台网的结合是当前地震观测技术系统发展的一个趋势.针对流动观测时地震计与地震数据采集器互相独立、携带不方便、功耗高的问题,自主研发了一款适合流动观测的集地震信号提取、数据采集、记录和服务为一体的数字地震仪.该仪器具有频带宽(60s—80Hz)、动态范围高(140dB)、功耗低(0.6W)、携带方便(整机重量在15kg左右,包括供电系统、GPS天线和包装箱)等特点.详细介绍了该地震仪的外观结构、整体硬件结构、低功耗处理技术和所采用的灵敏度校正、标准方位和正交校正技术.对仪器的主要性能参数指标进行了严格的测试,并给出了具体的测试结果.该仪器研制完成后,投入到了青海玉树MS7.1地震震后流动观测中.从半年的实际使用结果来看,该仪器能够满足流动观测的要求.  相似文献