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声纳数据采用分布式冗余传输系统进行设计。

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简介:
为了应对拖线阵声纳大规模应用所驱动的高速数据实时传输需求,我们采用了Xilinx FPGA平台,成功地将千兆以太网传输技术融入了传输系统的整体设计之中。鉴于传输节点承担着水下核心工作任务,其可靠性要求极高,因此,我们设计并实施了一种双向环路冗余传输方案,旨在为传输系统提供卓越的容错性及稳定的工作性能。该设计以FPGA芯片作为核心,充分利用其内置的以太网MAC控制器硬核功能,并结合物理层PHY芯片,完成了传输控制单元的全面开发。此外,我们运用Verilog语言构建了一个基于双重乒乓切换机制的数据处理模块,从而显著提升了多个传输控制单元间的数据帧流水级转发效率。经过严格的测试验证,链路的数据传输速率始终保持在500 Mbps及以上的高度稳定水平,并且能够有效地实现对故障节点的精准隔离。 最终结果表明,该传输系统展现出极高的效率和可靠性,目前已成功应用于某型拖线阵声纳系统的样机研制阶段。

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    本研究旨在设计一种高效能的分布式冗余传输系统,专门用于提升声纳数据的安全性和可靠性。通过采用先进的冗余技术与优化的数据分布策略,该系统能够有效防止数据丢失和损坏,在复杂海洋环境中确保实时、准确的信息传递。此创新方案对于增强现代海军装备及科研设施中的声纳网络性能具有重要意义。 为了满足拖线阵声纳大规模发展带来的高速数据实时传输需求,在Xilinx FPGA平台上引入了千兆以太网技术。考虑到水下工作模块的高可靠性要求,提出了一种双向环路冗余方案来增强系统的容错性能。 设计采用了FPGA芯片作为核心设备,并利用其内置的MAC控制器硬核和物理层PHY芯片开发出传输控制单元。同时使用Verilog语言创建了基于双重乒乓切换机制的数据处理模块,实现了多个传输控制单元之间的流水线级数据转发功能。 测试结果显示,在该系统中链路的数据传输速率可以稳定在500 Mbps以上,并且能够有效地隔离故障节点以保证系统的容错性能。因此,这一高效可靠的传输方案已被应用于某型拖线阵声纳的试验阶段研发工作中。
  • 预订——借鉴
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    本项目探讨了如何利用分布式数据库的设计原则来构建一个高效、灵活且可扩展性强的旅行预订平台。通过分散数据存储和处理,该系统能够提供更好的用户体验和服务质量,并有效应对高并发访问量挑战。 该系统使用Java编写,并已通过测试可以运行。它模仿了分布式数据库的功能。
  • DAS
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    DAS(Distributed Acoustic Sensing)是一种先进的光纤监测技术,能够将整条光纤转换为高灵敏度的连续声学传感器,广泛应用于油气田、安全监控及地质灾害预警等领域。 分布式声波传感系统(DAS)利用相干瑞利散射光的相位而非光强来探测音频范围内的声音或振动信号。它不仅可以提供声音或振动事件强度的信息,还能通过线性定量测量值获取这些事件的相位和频率信息。 在使用过程中,可以将DAS视为一个移动干涉式声波传感器,在传感光纤中探测外界信号。当声音或振动引起该位置干涉光相位发生变化时,系统会提取不同时刻的干涉信号并进行解调,从而实现对外界物理量的定量测量。
  • STM32F4 使DMA方
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    本简介探讨了在STM32F4微控制器中采用DMA技术进行高效数据传输的方法与技巧,旨在减少CPU负载并提高系统性能。 本例程在官方STM32F4例程的基础上增加了使用滴答定时器对CPU搬运数据与DMA方式传送数据进行比对的功能。结果表明,DMA方式传输速度更快,并且在传输过程中,CPU处于空闲状态,从而大大减少了CPU的负担。
  • MATLAB被动定位学信标的
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    本研究运用MATLAB软件深入分析被动声纳系统对水下声学信标的定位技术,探讨优化算法与提高定位精度的方法。 一、引言 本示例展示了如何模拟被动声纳系统的工作原理。在一个浅水通道中,一个固定的水下信标被拖曳的无源阵列检测并定位。该信标以每秒10.37千赫兹的速度发送5毫秒宽的脉冲信号,并被视为各向同性的光源。为了追踪这个声学信标的信号,系统在水面下方拖动一个由五个元件组成的均匀线性无源阵列(间距为半波长),该阵列以每秒1米的速度沿y轴移动。一旦接收到信标发出的脉冲信号,到达方向估计器将用于确定其位置。 二、定义水下通道 在本示例中,声学信标被放置于浅水环境底部上方1米的位置,深度为200米处。无源阵列则在水面下方拖曳以定位该信标。首先创建一个包含多条传播路径的模型来模拟信号从信标传送到无源阵列的过程,包括直接传输以及顶部和底部表面反射产生的间接路径。 三、定义声学信标及被动拖曳阵列 3.1 声波形定义 设定声学信标的脉冲形式为每秒一次重复的矩形信号,每次持续时间为10毫秒。 3.2 声学信标描述 该声学信标被建模成各向同性的光源,并放置在水下通道底部上方一米处。它会将定义好的波形以远场辐射的方式发送出去。 3.3 被动拖曳阵列说明 无源的拖曳式线性阵列由五个元件组成,用于检测和定位信标发出的声音信号。该阵列在y方向上移动的速度为1米/秒,并且具有半波长间距的设计以优化其性能。 以上就是对被动声纳系统中涉及的主要元素及工作流程的基本介绍与定义。
  • STM32F429 使 DMA 方 USART .rar
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    本资源提供了使用STM32F429微控制器通过DMA方式实现USART数据传输的详细介绍与示例代码,适用于嵌入式系统开发人员学习和参考。 天下文章一般抄,只能靠自己实践。本代码适用于STM32F429,使用HAL库版本为STM32Cube_FW_F4_V1.11.0。精简了其他不必要的程序段,仅保留c和h文件,可以直接添加并使用,已测试通过。
  • 3.13 利NFC
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    本章节探讨了利用近场通讯(NFC)技术实现便捷高效的数据传输方法,包括其工作原理、应用场景及开发实践。 有一个应用程序,需要通过最少的设置实现两台Android设备间小数据包的快速传输。
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    本段介绍如何在Linux环境下利用UDP协议进行高效便捷的文件传输,涵盖相关工具与技术实现。 在Linux环境下使用C语言实现基于UDP协议的P2P文件传输功能。这种方案涉及创建客户端和服务端程序,在指定端口上发送与接收数据包来完成文件的数据交换过程,主要利用了sockets API进行网络通信编程。开发时需要处理好数据分片、重组以及错误恢复等细节以确保可靠高效的文件传送机制。
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    本文介绍了如何使用STM32F407微控制器结合USART和DMA中断技术实现高效的数据传输方式,适合嵌入式系统开发人员参考。 STM32F407 使用 USART 和 DMA 中断方式来收发数据。