[发明专利]一种声信号多通道同步采集及集中存储系统及方法

说明书

本发明公开了一种声信号多通道同步采集及集中存储系统及方法，从整体设计方案、硬件设计实现和软件开发的一整套技术。该项技术可以对分布广泛、距离相距较远的多个采样点进行同步采集。对采集到的数据进行汇总集中存储，并且在传输和存储的过程中不发生数据错位等情况，对多个通道每个时刻形成的数据快拍保存完好。利用计算机存储数据，数据存储容量大。用户读取及分析数据十分便捷。硬件通道扩展性良好，具有较高的可靠性、可集成性、通用性和可扩展性。

技术领域

本发明属于水中兵器试验测试技术领域，也可推广应用于具备相似条件的民用领域，具体为一种声信号多通道同步采集及集中存储系统及方法。

背景技术

在利用活动靶标对水中兵器进行脱靶量、电磁引信等考核试验时，需要对分布广泛的电磁、声等多个通道进行同步采集并集中存储。与GPS信号进行同步，使所有的通道都以一个时间为基准。

脱靶量测量是利用目标声信号到达接收换能器的时延来计算目标与靶间的距离。当使用合作信标3D段进行脱靶量测量时，通过计算3D段发出的声信号到达活动靶脱靶测量系统的接收换能器的延时就可以计算出目标的距离。因此3D信号的时间基准与脱靶测量的时间基阵必须严格同步，这样测量出的脱靶量才精确。脱靶量测量系统安装在活动靶航行体上，其换能器、前放等模拟组件安装在航行体上。当使用多种方法进行脱靶量测量时，其物理通道将成倍提高。根据项目实际使用情况，声信号共有10个通道。对电磁引信的考核，为使得电磁的接收作用距离与实际潜艇尺寸尽量一致，在活动靶的拖缆上除了声发射和接收，还等间距安装了4个电磁接收传感器。每个电磁传感器有X/Y/Z三个方向，即有3个模拟采样通道，则在电磁引信系统上共有12个接收通道。

对22个通道的数据进行集中存储主要是使用计算机存储。如何对分布广泛在航行体和拖缆上的22个通道进行同步采样及集中存储是一技术难题。当前实现同步采集和存储主要是针对单板电路或是针对物理位置相对集中的系统。

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足和缺陷，发明人经过研发，现提供了多通道同步采集及集中存储技术，对分布广泛、距离相距较远的多个采样点进行同步采集并且利用计算机进行数据集中存储。在传输和存储的过程中不发生数据错位，对多个通道每个时刻形成的数据快拍保存完好。利用计算机存储数据，数据存储容量大。用户读取数据及分析数据十分便捷。硬件通道扩展性良好，具有较高的通用性、可靠性、可集成性和可扩展性。

具体的，本发明是这样实现的：一种声信号多通道同步采集及集中存储系统，包括拖缆组件内的电磁接收组件和第一声接收组件，其特征在于，还包括置于外部的3D同步设备，置于航行体上的同步电路板、第二声接收组件、数字流转换电路板模块、信号处理模块、存储模块；其中：3D同步设备连接至同步电路板，用于对同步电路板进行同步，将其与装在参加试验的产品上的3D段统一到同一时间基准；同步电路板，用于将产生的同步信号传输给第一、二声接收组件、电磁接收组件及数字流转换电路板；第一、二声接收组件、电磁接收组件，用于根据接收到的同步信号对各自所接收的声信号、电磁信号进行同步采样；并将采样的数字信号传输给数字流转换电路板模块；数字流转换电路板模块，用于对所接收的数字信号进行整理打包，并传输给信号处理模块，信号处理模块，用于将接收的数据存储在固定的缓冲区；存储模块，用于对相应的缓冲区进行读取并存储。

进一步的，所述同步电路板，将产生的同步信号传输给第一、二声接收组件、电磁接收组件及数字流转换电路板，所用的传输形式为RS485形式传输；所述第一、二声接收组件、电磁接收组件，将采样的数字信号传输给数字流转换电路板模块，所用的传输形式为RS485串口形式；所述数字流转换电路板模块将数字信号进行整理打包，传输给信号处理模块的传输协议使用TS101的LINK传输协议。

进一步的，所述信号处理模块和所述存储模块，还用于将数据存储在开放的数据缓存地址区间，由计算机通过CPCI总线对相应的缓存地址进行读取，并存储在计算机硬盘，完成多路信号同步采集及集中存储。