本实用新型涉及一种数据存储器，特别涉及一种运用于水下导航的高速数据存储系统。
背景技术：
：在水下SLAM
技术领域：
，需要对水下载体的多路传感器(惯性导航设备INS、多普勒计程仪DVL、长基线水声定位系统LBL、超短基线水声定位系统USBL等)的输出数据进行高速采存，尤其是高精度惯导原始数据，频率达400Hz以上，在数据量大的基础上，需要保证采存数据的完好性，结合多路数据，实时运行SLAM算法，提升导航精度；同时，存储下来的多路传感器原始数据可用于事后复演、离线仿真等。另外，在水下应用领域，随着载体潜深的增加和体积的增大，载体耐压壳的制造成本成指数级的增加，因此，一款小型化的高速采集存储系统是水下SLAM技术应用的重要基础。目前，市面上很少有此类型的小型化高速存储设备，多数情况是通过将各传感器的分系统输出结果低频的发送给主控机，进行实时SLAM计算，不但无法存储原始高频的数据进行事后复演，也无法获得高动态的运算结果，损失了部分精度。在一些稍大型的水下载体中，由于具有较大的空间，故可放置一些大型的工控机，配合高速的采集卡进行采集存储，故可放置一些大型的工控机，配合高速的采集卡进行采集存储，无法应用于中小型的水下载体。技术实现要素：本实用新型解决的技术问题：提供一种体积小、存储速率高的水下导航数据存储系统。本实用新型的技术方案：一种水下导航高速数据存储系统，其特征为：所述的数据存储系统包括计算机板、固态硬盘、高速串口采集板和载板，计算机板、固态硬盘和高速串口采集板通过载板连接，所述的存储系统采用了PCI/104-Express架构；计算机板控制高速串口采集板采集传感器原始数据，并向固态硬盘存储数据。本实用新型的有益效果：本实用新型可满足水下载体应用环境下的多数据源传感器原始数据的采集存储，具备小型化、低功耗的特性。在实际使用中，不仅能够支撑高精度水下SLAM技术的实现，同时还可支持离线仿真和事后重演。附图说明图1为本实用新型的理论框架示意图。具体实施方式如图中所示，本实用新型发明采用了PCI/104-Express的设计架构，保证了系统的最优尺寸设计，计算机板与串口采集板通过PCI/104-Express高速总线相连接，保证数据传输过程中的传输效率及可靠性，最终通过固态硬盘进行高速存储，满足高速采集存储的要求。本架构包括计算机板、高速串口采集板、载板、固态硬盘、电源模块，其中，固态硬盘和电源模块安装在载板上，计算机板和高速串口采集板均通过高速总线与载板连接，计算机板与固态硬盘之间通过SATA接口连接。计算机选取了凌华公司CM-920单板电脑(表1)，匹配恩菲特科技公司EP-H7276P串口采集板卡(表2)，通过载板搭载固态硬盘，核心模块尺寸为106mm×96mm。同时，通过堆栈式连接，去掉了总线背板和插板滑道，通过上层板卡的针与下层板卡的孔相互咬合，大幅压缩了高度尺寸，并增加了模块的可靠性。由于采用了PCI/104-Express架构，减少了总线驱动元器件的数量和电源的消耗，仅4mA的驱动电流即可使模块正常工作，故能满足水下应用对产品低功耗的严苛要求。表1：CM-920计算机板硬件参数CPUIntelCorei7-3517UE,1.7Ghz缓存4MB/1MB三级缓存内存4GBDDR3接口总线PCI/104-Express尺寸106mm×96mm工作温度-20℃～70℃表2：EP-H7276P串口采集板卡参数串口16通道RS-232/422/485可切换物理尺寸96mm×90mm接口总线PCI/104-Express工作温度0℃～70℃在本应用中，高速串口采集板需要采集用于水下载体多路传感器的原始数据，涉及传感器至少包括惯性导航系统(INS)、长基线水声导航系统(LBL)、多普勒计程仪(DVL)、压力传感器、超短基线导航系统(USBL)等5个数据接收通道。需要存储的数据源传输参数：数据存储频率：400Hz；速率：大于50MB/S；一路高频(周期2.5ms)RS-422串行总线数据，波特率为460800bit/s，数据位为8位，奇校验，停止位为1；每个通道数据量为80字节；四路中频(周期10ms)RS-422串行总线数据，波特率为230400bit/s，数据位为8位，奇校验，停止位为1；数据量为100字节。对应5路传感器数据，首先通过串口采集板对原始数据进行了采集，之后通过PCI/104-Express总线将数据发送到计算机板，由计算机板控制固态硬盘进行存储操作，控制过程描述如下：1)启动用户应用软件，在应用软件进程中开启一个线程，设定线程优先级为NORMAL；2)使用高频、大容量、高速、多数据源数据存储软件组件在内存中定义5个存储实例对象，分别用于后续5个通道的数据存储；3)使用高速串口采集板的API读取通道1的数据，使用第一个存储实例对象进行存储；4)使用高速串口采集板的API读取通道2的数据，使用第一个存储实例对象进行存储；5)使用高速串口采集板的API读取通道3的数据，使用第一个存储实例对象进行存储；6)使用高速串口采集板的API读取通道4的数据，使用第一个存储实例对象进行存储；7)使用高速串口采集板的API读取通道5的数据，使用第一个存储实例对象进行存储；8)删除定义的5个存储实例对象；9)关闭用户应用软件。在某型水下预研项目中，成功的应用了此高速数据存储系统，完成了5路传感器的高速采存，系统最长连续工作时间72小时，故障率为0％，经证明，此架构产品能够满足水下载体内小型化、低功耗的高速采存工作需求。当前第1页1 2 3