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基于嵌入式设备的弹着点检测评估系统是一个跨声学技术、电子技术、数字信号处理、无线通信、计算机应用于一体的综合性的用于军事训练的评估系统。本文介绍了信号采集与处理两大子模块的研究与开发过程,以及采用的几种主要技术方法等。
信号采集部分,主要分为采集与传输两个功能,由单片机系统和ARM系统协作完成。单片机采用Cygnal的80C51F060,利用其速度快、片上ADC功能、I/O资源多、DMA可做缓冲XRAM等特点,开发了信号采集卡。主要的设计思路是:利用060的高主频性能和较多的定时计数器资源,高速采集声音、温度、风速风向等物理量;利用DMA实现与ARM的实时通讯。ARM硬件系统选择了研华的PCM7220工业嵌入式主板、设计裁剪并生成了基于此设备的WinCE操作系统。通过WinCE设备的TCP/IP功能将采集数据经由无线网桥上传至上位PC。
信号处理部分,分析采集样本属于非平稳时变信号,根据其特点采用小波分析方法进行信号处理。主要工作是对信号特性的研究,针对其选择处理工具并制定消噪和处理回波的方案,从而给出信号定位算法所需要的时间点信息。根据信号的特点,在原有的小波消噪技术的基础上设计了时一频一幅值多领域综合分析算法,利用Matlab小波工具箱进行分析和调试,最终编写VC和M两种代码在上位机上实现了信号处理算法。