基于悬浮式探测声呐的数据记录系统及记录方法与流程

本发明涉及数据记录技术领域，尤其是涉及一种基于悬浮式探测声呐的数据记录系统，本发明还涉及一种基于悬浮式探测声呐的数据记录方法。

背景技术

声呐探测利用水中声波对水下目标进行探测，广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。目前水下探测基本上采用声呐探测，对于复杂的海洋环境而言，探测过程中将会遇到噪声与障碍物，使得所需声呐探测的数据日益庞大，需要记录大量且复杂的数据。

cn106707826a于2017年05月24日公开了一种操舵数据记录电路，包括微处理器，及微处理器的外围电路；外围电路包括晶振电路、电源电路、rs485串口电路、sd卡电路；所述微处理器采用stm32f103rct6。

目前数据记录与存储大多使用单片机内的ram和flash，或者由sd卡和u盘设备。但存储在ram和flash中的数据一般用户无法直观地分析与导出，且供存储的数据量较小，这就导致无法记录大量且复杂的数据；存储在sd卡和u盘等设备中数据若直接写入，则需要额外编写上位机程序导出已存储的数据，且导出时易出现杂乱无章的数据、难以分析，这将为后期的数据处理与分析带来困难。数据传输也使用水密接插件等有线连接，但接线繁多，信号干扰较多，尤其在悬浮式探测声呐等水下探测系统，布线环境有限，传输距离达到3-5km，常导致系统无法记录大量且复杂的探测原始数据，数据出现丢帧，误码率增加，从而达不到探测的目的。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能存储大量的数据而且数据能通过无线通信方式传递至pc机，并直观地由pc机导出的基于悬浮式探测声呐的数据记录系统及记录方法。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种基于悬浮式探测声呐的数据记录系统，包括舱体；与所述舱体一端连接的声纳传感器；安装于所述舱体内的电子处理板；与所述舱体和电子处理板连接的无线收发模块；用于与所述无线收发模块实现通信连接的收发无线电台；通过数据线与所述收发无线电台连接的pc机；所述电子处理板包括dsp处理芯片，与所述dsp处理芯片通信连接的usart模块、spi模块、sd卡模块；所述电子处理板对获得的数据进行解算、记录；记录后的数据通过无线收发模块发送至收发无线电台，收发无线电台实时接收无线收发模块发送的数据并与pc机进行数据交换。

作为本发明的进一步改进方案，本发明提供的基于悬浮式探测声呐的数据记录系统，所述电子处理板挂载文件系统，并分配出第一缓存区、第二缓存区、第三缓存区以及时间信息缓存区；

所述spi模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐探测到的目标数据信息；所述usart模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息和当前的时间信息；所述dsp处理芯片实时监测是否有数据传入，并判断数据的来源；

当dsp处理芯片检测到usart模块在传输数据时，判断所传输的数据内容；当所传输的数据内容为时间信息时，将时间信息写入时间信息缓存区；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在该时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据该年、月、日日期信息命名的新日期文件夹，并读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；当所传输的数据内容为基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息数据时，dsp处理芯片将该数据从第三缓存区的首地址开始写入，在完成数据写入后判断第三缓存区是否写满，若缓存区未写满，则写入数据的地址指针指向已写入数据的结束地址；若缓存区已写满，则写入数据的地址指针指向第三缓存区的首地址，将已写入的其它数据覆盖；

当dsp处理芯片检测到spi模块在传输数据时，将该数据从第一缓存区的首地址开始写入，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据写入第一缓存区；当第一缓存区写满后，打开sd卡模块所创建的时间文件，将sd卡模块的地址指针指向所述sd卡模块所创建的时间文件的首地址，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据存入此时间文件；将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据从第二缓存区的首地址开始写入；当spi模块传输来的后0.5s时间内的数据全部接收写入后，将第二缓存区的地址指针指向所写入spi模块传输来的后0.5s时间内数据的结束地址，将第三缓存区中的方位信息数据写入第二缓存区；打开sd卡模块所创建的时间文件，sd卡模块的地址指针指向该时间文件已写入数据的尾地址，将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据和方位信息数据存入该时间文件；

1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据组成一个数据包，数据包包括写入第一缓存区的spi模块传输来的前0.5s时间内的数据、和写入第二缓存区spi模块传输来的后0.5s时间内的数据及方位信息数据；每1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据的写入方式按前述步骤依此进行，保证数据传输和存储时无错漏与丢帧；

每向sd卡模块的时间文件中写入一个数据包后，dsp处理芯片判断该时间文件中写入的总数据是否达到1分钟时长，若未达到1分钟时长，则继续将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的该时间文件内；若已经达到1分钟时长，则将时间信息缓存区的时间增加1分钟后写入时间信息缓存区内，并覆盖之前的时间信息；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在修改后的时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据修改后的年、月、日日期信息命名的下一个日期文件夹，并读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；然后将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的下一个时间文件内；

sd卡模块上存储的数据，通过无线收发模块发送至收发无线电台，收发无线电台实时接收无线收发模块发送的数据并传输至pc机；在pc机可进行数据的复制或删除。

根据本发明的另一个方面，本发明提供基于悬浮式探测声呐的数据记录方法，应用于基于悬浮式探测声呐的数据记录系统中，所述基于悬浮式探测声呐的数据记录系统包括舱体；与所述舱体一端连接的声纳传感器；安装于所述舱体内的电子处理板；与所述舱体和电子处理板连接的无线收发模块；用于与所述无线收发模块实现通信连接的收发无线电台；通过数据线与所述收发无线电台连接的pc机；所述电子处理板包括dsp处理芯片，与所述dsp处理芯片通信连接的usart模块、spi模块、sd卡模块；所述电子处理板对获得的数据进行解算、记录；所述电子处理板挂载文件系统，并分配出第一缓存区、第二缓存区、第三缓存区以及时间信息缓存区；

所述spi模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐探测到的目标数据信息；所述usart模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息和当前的时间信息；所述dsp处理芯片实时监测是否有数据传入，并判断数据的来源；

当dsp处理芯片检测到usart模块在传输数据时，判断所传输的数据内容；当所传输的数据内容为时间信息时，将时间信息写入时间信息缓存区；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在该时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据该年、月、日日期信息命名的新日期文件夹，并读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；当所传输的数据内容为基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息数据时，dsp处理芯片将该数据从第三缓存区的首地址开始写入，在完成数据写入后判断第三缓存区是否写满，若缓存区未写满，则写入数据的地址指针指向已写入数据的结束地址；若缓存区已写满，则写入数据的地址指针指向第三缓存区的首地址，将已写入的其它数据覆盖；

当dsp处理芯片检测到spi模块在传输数据时，将该数据从第一缓存区的首地址开始写入，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据写入第一缓存区；当第一缓存区写满后，打开sd卡模块所创建的时间文件，将sd卡模块的地址指针指向所述sd卡模块所创建的时间文件的首地址，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据存入此时间文件；将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据从第二缓存区的首地址开始写入；当spi模块传输来的后0.5s时间内的数据全部接收写入后，将第二缓存区的地址指针指向所写入spi模块传输来的后0.5s时间内数据的结束地址，将第三缓存区中的方位信息数据写入第二缓存区；打开sd卡模块所创建的时间文件，sd卡模块的地址指针指向该时间文件已写入数据的尾地址，将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据和方位信息数据存入该时间文件；

1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据组成一个数据包，数据包包括写入第一缓存区的spi模块传输来的前0.5s时间内的数据、和写入第二缓存区spi模块传输来的后0.5s时间内的数据及方位信息数据；每1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据的写入方式按前述步骤依此进行，保证数据传输和存储时无错漏与丢帧；

每向sd卡模块的时间文件中写入一个数据包后，dsp处理芯片判断该时间文件中写入的总数据是否达到1分钟时长，若未达到1分钟时长，则继续将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的该时间文件内；若已经达到1分钟时长，则将时间信息缓存区的时间增加1分钟后写入时间信息缓存区内，并覆盖之前的时间信息；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在修改后的时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据修改后的年、月、日日期信息命名的下一个日期文件夹，并读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；然后将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的下一个时间文件内；

sd卡模块上存储的数据，通过无线收发模块发送至收发无线电台，收发无线电台实时接收无线收发模块发送的数据并传输至pc机；在pc机可进行数据的复制或删除。

本发明提供的技术方案，可实现有序的，以时间为文件名存储大量数据，保证数据无错漏，且能直观的通过无线通信方式将数据传输至pc机，以便进行数据分析与处理。传输的距离较远，克服了现有布线通信技术中，传输距离仅能达到3～5km的不足。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例基于悬浮式探测声呐的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的基于悬浮式探测声呐数据记录系统，包括舱体1，与舱体1一端连接的声纳传感器2，安装于舱体1内的电子处理板3，与舱体1和电子处理板3连接的无线收发模块4，用于与无线收发模块4实现通信连接的收发无线电台5，通过数据线与收发无线电台5连接的pc机6，电子处理板3包括dsp处理芯片，与dsp处理芯片通信连接的usart模块、spi模块、sd卡模块；声纳传感器2探测过程中采集的p声压通道信息、x轴通道质点信息、y轴通道质点信息，通过fft变换可以解算出目标频率与方位、声压和质点振动速度等目标数据信息，基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息和当前的时间信息传递给电子处理板3，电子处理板3对获得的数据进行解算、记录；电子处理板3挂载文件系统，并分配出第一缓存区、第二缓存区、第三缓存区以及时间信息缓存区。

基于悬浮式探测声呐的数据记录系统的数据记录过程包括以下步骤：

spi模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐探测到的目标数据信息；usart模块传输的数据包括基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息和当前的时间信息；dsp处理芯片实时监测是否有数据传入，并判断数据的来源。

当dsp处理芯片检测到usart模块在传输数据时，判断所传输的数据内容；当所传输的数据内容为时间信息时，将时间信息写入时间信息缓存区；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在该时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据该年、月、日日期信息命名的新日期文件夹，并读取时间信息缓存区中的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据该时、分、秒时间信息命名的时间文件；当所传输的数据内容为基于悬浮式探测声呐所处位置的方位信息数据时，dsp处理芯片将该数据从第三缓存区的首地址开始写入，在完成数据写入后判断第三缓存区是否写满，若缓存区未写满，则写入数据的地址指针指向已写入数据的结束地址；若缓存区已写满，则写入数据的地址指针指向第三缓存区的首地址，将已写入的其它数据覆盖。

当dsp处理芯片检测到spi模块在传输数据时，将该数据从第一缓存区的首地址开始写入，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据写入第一缓存区；当第一缓存区写满后，打开sd卡模块所创建的时间文件，将sd卡模块的地址指针指向sd卡模块所创建的时间文件的首地址，将spi模块传输来的前0.5s时间内的数据存入此时间文件；将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据从第二缓存区的首地址开始写入；当spi模块传输来的后0.5s时间内的数据全部接收写入后，将第二缓存区的地址指针指向所写入spi模块传输来的后0.5s时间内数据的结束地址，将第三缓存区中的方位信息数据写入第二缓存区；打开sd卡模块所创建的时间文件，sd卡模块的地址指针指向该时间文件已写入数据的尾地址，将spi模块传输来的后0.5s时间内的数据和方位信息数据存入该时间文件。

1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据组成一个数据包，数据包包括写入第一缓存区的spi模块传输来的前0.5s时间内的数据、和写入第二缓存区spi模块传输来的后0.5s时间内的数据及方位信息数据；每1s时间内usart模块和spi模块所传输的数据的写入方式按前述步骤依此进行，保证数据传输和存储时无错漏与丢帧。

每向sd卡模块的时间文件中写入一个数据包后，dsp处理芯片判断该时间文件中写入的总数据是否达到1分钟时长，若未达到1分钟时长，则继续将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的该时间文件内；若已经达到1分钟时长，则将时间信息缓存区的时间增加1分钟后写入时间信息缓存区内，并覆盖之前的时间信息；dsp处理芯片判断sd卡模块是否存在修改后的时间日期的日期文件夹；若存在该日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在该日期的日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；若不存在该时间日期的日期文件夹，则dsp处理芯片读取时间信息缓存区中修改后的年、月、日日期信息，在sd卡模块上创建一个根据修改后的年、月、日日期信息命名的下一个日期文件夹，并读取时间信息缓存区中修改后的时、分、秒时间信息，在所述新日期文件夹下创建一个根据修改后时、分、秒时间信息命名的下一个时间文件；然后将下一个数据包的数据存入sd卡模块中的下一个时间文件内。

sd卡模块上存储的数据，通过无线收发模块4发送至收发无线电台5，收发无线电台5实时接收无线收发模块4发送的数据并传输至pc机6；在pc机6可进行数据的复制或删除。

本发明提供的技术方案，可实现有序的，以时间为文件名存储大量数据，保证数据无错漏，且能直观的通过无线通信方式将数据传输至pc机，以便进行数据分析与处理。传输的距离较远，克服了现有布线通信技术中，传输距离仅能达到3～5km的不足。

对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明权利要求的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。