專利名稱：一種基于usb的雷達信號采集顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船用雷達系統(tǒng)，尤其涉及一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安裝在船舶上的雷達是船長的眼睛，是必不可少的主要助航設(shè)備。馬尼拉公約明確要求，500總噸及以上的船舶中，負責(zé)航行值班的高級船員能使用雷達和自動雷達標(biāo)繪儀保持安全航行。它的主要優(yōu)點是第一，船用雷達顯像直觀，使用方便，定位測量比較準確；第二，船用雷達能在雨、雪、霧和夜航等不利條件下探測物標(biāo)，且作用距離遠。船用雷達的這種作用，在船上眾多的助航儀器中具有獨一無二的優(yōu)勢。因此，國際海事組織對各類船舶必須裝備船用雷達的數(shù)量和性能都作了具體的規(guī)定。
雷達的顯示器都安裝在駕駛臺上，在其他艙室無法看到雷達圖像。并且由于雷達專用顯示器造價比較高，一般來說不會在其他地方安裝雷達分顯示器。隨著微控制器技術(shù)的發(fā)展，微控制器在導(dǎo)航技術(shù)中的應(yīng)用也越來越廣，微控制器數(shù)據(jù)傳輸和處理數(shù)據(jù)能力已經(jīng)能夠滿足雷達數(shù)據(jù)處理的需要，因此可以將微控制器應(yīng)用于雷達信號顯示系統(tǒng)中，以降低成本，提高顯示系統(tǒng)的使用靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，以方便靈活地對雷達圖像信號進行采集及顯示。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種基于USB(Universal Serial Bus,通用串行總線)的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有CPLD (Complex Programmable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)控制單元、信號采集電路，CPLD控制單元一端連接信號采集電路，其另一端通過USB橋接芯片與上位計算機相連，信號采集電路將采集到的信號由CPLD控制單元通過USB橋接芯片發(fā)送到上位計算機中，由上位計算機完成顯示；所述信號采集電路包括有與雷達視頻信號端子連接的信號濾波及功率放大模塊，信號濾波及功率放大模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與CPLD控制單元相連，將雷達視頻信號傳輸至CPLD控制單元；所述信號采集電路還包括有電壓轉(zhuǎn)化模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊與雷達信號輸出端相連，將船艏信號、方位信號和觸發(fā)脈沖信號傳輸至CPLD控制單元；所述信號采集電路還包括有存儲模塊，存儲模塊與CPLD控制單元連接；所述上位計算機通過USB端口與USB橋接芯片相連；所述USB橋接芯片通過外圍數(shù)據(jù)及控制信號接口與CPLD控制單元連接。本發(fā)明采用CPLD來作為雷達信號采集機處理傳輸?shù)闹骺刂破?，由它負?zé)整個系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)。在初始化階段，CPLD控制單元通過外圍電路同步雷達時序信號，并初始化存儲模塊；然后，當(dāng)CPLD控制單元在同步船艏信號完成后，便開始采集雷達時序信號，通過方位脈沖數(shù)判斷當(dāng)前方位掃描線在存儲模塊中的存儲位置，通過時序信號觸發(fā)脈沖，將雷達視頻信號保存到存儲模塊中；反復(fù)此過程，將雷達圖像存儲起來，直到掃描到下一個船艏脈沖，便完成一幅圖像的存儲；最后，CPLD控制單元對存儲模塊中的雷達圖像做必要的圖像處理，通過USB端口將整幅雷達圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C，上位計算機通過USB端口接收到雷達圖像數(shù)據(jù)，并顯示在屏幕上。本發(fā)明的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)除了具有普通的雷達信號采集處理功能外，由于使用了 USB橋接芯片，并通過USB接口將雷達數(shù)據(jù)進行實時傳輸，使得整個系統(tǒng)使用更加靈活、成本更加低廉。


圖I是本發(fā)明提出的雷達信號采集顯示系統(tǒng)的原理框圖；
圖2是該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。如圖I、圖2所示，本發(fā)明提出的基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)包括有CPLD控制單元、信號采集電路，CPLD控制單元一端連接信號采集電路，其另一端通過USB橋接芯片與上位計算機相連，信號采集電路將采集到的信號由CPLD控制單元通過USB橋接芯片發(fā)送到上位計算機中，由上位計算機完成顯示；信號采集電路包括有與雷達視頻信號端子連接的信號濾波及功率放大模塊，信號濾波及功率放大模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與CPLD控制單元相連，將雷達視頻信號傳輸至CPLD控制單元；信號采集電路還包括有電壓轉(zhuǎn)化模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊與雷達信號輸出端相連，將船艏信號、方位信號和觸發(fā)脈沖信號傳輸至CPLD控制單元；信號采集電路還包括有存儲模塊，存儲模塊與CPLD控制單元連接；上位計算機通過USB端口與USB橋接芯片相連;USB橋接芯片通過外圍數(shù)據(jù)及控制信號接口與CPLD控制單元連接。CPLD作為雷達信號采集機處理傳輸?shù)闹骺刂破?，負?zé)整個系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)。在初始化階段，CPLD控制單元通過外圍電路同步雷達時序信號，并初始化存儲模塊；然后，當(dāng)CPLD控制單元在同步船艏信號完成后，便開始采集雷達時序信號，通過方位脈沖數(shù)判斷當(dāng)前方位掃描線在存儲模塊中的存儲位置，通過時序信號觸發(fā)脈沖，將雷達視頻信號保存到存儲模塊中；反復(fù)此過程，將雷達圖像存儲起來，直到掃描到下一個船艏脈沖，便完成一幅圖像的存儲；最后，CPLD控制單元對存儲模塊中的雷達圖像做必要的圖像處理，通過USB端口將整幅雷達圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C，上位計算機通過USB端口接收到雷達圖像數(shù)據(jù)，并顯示在屏幕上。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括有CPLD控制單元、信號采集電路，CPLD控制單元一端連接信號采集電路，其另一端通過USB橋接芯片與上位計算機相連，信號采集電路將采集到的信號由CPLD控制單元通過USB橋接芯片發(fā)送到上位計算機中，由上位計算機完成顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集電路包括有與雷達視頻信號端子連接的信號濾波及功率放大模塊，信號濾波及功率放大模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與CPLD控制單元相連，將雷達視頻信號傳輸至CPLD控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集電路還包括有電壓轉(zhuǎn)化模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊與雷達信號輸出端相連，將船艏信號、方位信號和觸發(fā)脈沖信號傳輸至CPLD控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集電路還包括有存儲模塊，存儲模塊與CPLD控制單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述上位計算機通過USB端口與USB橋接芯片相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述USB橋接芯片通過外圍數(shù)據(jù)及控制信號接口與CPLD控制單元連接。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于USB的雷達信號采集顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有CPLD控制單元、信號采集電路，CPLD控制單元一端連接信號采集電路，其另一端通過USB橋接芯片與上位計算機相連，信號采集電路將采集到的信號由CPLD控制單元通過USB橋接芯片發(fā)送到上位計算機中，由上位計算機完成顯示；信號采集電路包括有與雷達視頻信號端子連接的信號濾波及功率放大模塊，信號濾波及功率放大模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與CPLD控制單元相連，將雷達視頻信號傳輸至CPLD控制單元；信號采集電路還包括有電壓轉(zhuǎn)化模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊與雷達信號輸出端相連，將船艏信號、方位信號和觸發(fā)脈沖信號傳輸至CPLD控制單元；該系統(tǒng)由于使用了USB橋接芯片，通過USB接口將雷達數(shù)據(jù)進行實時傳輸，使用更加靈活。
文檔編號G01S7/04GK102680947SQ201210170398
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者李少偉 申請人:上海海事大學(xué)