本发明专利技术提出了一种低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，包括：采集模块，用于将水听器接收到的信号转换成数字信号；低功耗处理子模块，用于接收数字信号并根据应用场景进行处理。本发明专利技术提出的低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，通过分时存储方式，本发明专利技术实现系统长时间工作于低功耗模式；通过低功耗设计，有效降低系统能源损耗，延长水下部署设备工作时间。时间。时间。
【技术实现步骤摘要】
低功耗的水下机动部署设备采集存储模块
[0001]本专利技术属于数据存储
，具体涉及一种低功耗的水下机动部署设备采集存储模块。
技术介绍
[0002]现阶段，水下高速大容量数据采集存储通常由ARM和FPGA共同实现。整套系统除了满足和水下部署设备内其他平台的硬件接口需求、数据的采集、缓存收发、存储需求以及同步脉冲产生需求，还需要满足网络通信、数据解析、电量监测和值班控制、漏水状态监测以及多任务处理能力。而对于多任务操作与管理最方便的是由操作系统来调度维护，所以主控单元选择可以嵌入操作系统的芯片。
[0003]ARM具有很好的事务层管理能力，且可以移植操作系统。恰好可以满足主控单元的需求，但是ARM的接口能力有限，自身没有丰富的接口扩展，不能满足系统中和各个平台的接口通信。FPGA作为可编程逻辑器件，具有很强的接口扩展和逻辑控制能力，所以选择ARM和FPGA来搭建数据存储和通信控制平台，可以很好的满足系统的需求。
[0004]另外，数据采集存储方案也有采用ARM控制原始数据实时存储入优盘的方式，相比于将数据存入flash再导入优盘，这种方式更灵活，更具有实时性，并且存储速度快，操作方便，对存储的原始数据的获取容易。对于数据存储部分的设计主要的考虑到数据的吞吐量及传输速率，由于数据通过AD采集存储到优盘，所以优盘存储数据的速度就由接收通道数及AD的采样率决定。在这个方法中，数据存储由OMAPL138的ARM核完成。对于OMAPL138，在上电时，默认的是ARM核被禁止，DSP核被使能。在开机时，DSP核是先启动的，之后由DSP的ROM中的Bootloader对OMAPL138进行初始化，使能ARM核，当DSP使能ARM核后，通过能源休眠配置模块休眠自己，ARM从片内的ARM Bootloader中读取配置，对自己进行初始化，加载U
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Boot，根据参数启动Linux，这时ARM核上的Linux就运行起来了。但是此时DSP还处于休眠状态，Linux经过初始化后会按照文件系统中的配置文件//etc/profile来执行指令。在其中加入DSP Link的内核模块命令，并修改环境变量及配置参数。通过DSP Link的库函数加载DSP端的程序到内存，通过函数启动DSP核，之后ARM核与DSP核就能够各自独立的运行了，通过对核间中断的控制来实现两个核之间的通信，实现数据高速大容量存储。
[0005]水下部署设备依靠电池对自身进行供电，为系统提供的能量十分有限，想要达到数月之久的工作时间，则必须要降低存储模块的功耗。采集存储模块
技术介绍
方案中需要ARM和FPGA或DSP共同实现数据存储，功耗均在3W以上，无法实现水下部署设备长时间工作。
技术实现思路
[0006]为了解决上述现有技术存在的问题，本申请提出一种低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，包括：
[0007]采集模块，用于将水听器接收到的信号转换成数字信号；
[0008]低功耗处理子模块，用于接收数字信号并根据应用场景进行处理。
[0009]进一步的，所述采集模块包括：
[0010]主控芯片，用于控制采集模块采用分时存储方式；
[0011]前置放大电路，用于对水听器的信号进行放大和滤波；
[0012]数模转换电路，用于将经过前置放大电路的水听器信号转换为24位数字信号；
[0013]存储模块，用于数据存储。
[0014]进一步的，所述主控芯片为MCU，采用FAT文件系统以及SD卡完成数据存储，通过RS232接口与上位机通信，实现状态反馈、控制工作、增益控制等操作；
[0015]所述存储模块由高性能读写系统Jetson TX2模块和固态硬盘组成。
[0016]进一步的，其特征在于，所述分时存储方式包括如下步骤：
[0017]MCU写SD卡文件数量达到预设定值后，启动存储管理板供电电路，给存储管理板供电，同时将SD卡切换为TX2模块访问模式，并按照要求给SATA/USB硬盘供电；
[0018]TX2模块启动运行Linux操作系统；
[0019]操作系统启动后，数据拷贝应用程序自动运行，将SD卡数据拷贝到对应的固态硬盘；
[0020]SD卡数据拷贝完成后，MCU断开存储管理板供电电源，同时将SD卡切换为MCU访问模式。
[0021]进一步的，所述SD卡支持SDIO/SPI驱动模式，在SDIO总线上有两张SD卡，分别通过两个双向电平转换芯片连接至MCU的SDIO接口。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]本专利技术提出的低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，通过分时存储方式，本专利技术实现系统长时间工作于低功耗模式；通过低功耗设计，有效降低系统能源损耗，延长水下部署设备工作时间。
附图说明
[0024]图1为本专利技术AD采集电路图，
[0025]图2为本专利技术电源控制原理图。
具体实施方式
[0026]为使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。
[0027]本申请提出了一种采集模块以单片机MCU为主控，并和程控增益模块、A/D转换模块、存储模块等构成硬件系统，采用FAT文件系统以及SD卡完成数据存储，通过RS232接口与上位机通信，实现状态反馈、控制工作、增益控制等操作；存储模块由高性能读写系统Jetson TX2模块和固态硬盘组成。其工作过程如下：
[0028](1)MCU写SD卡文件数量达到预设定值后，启动存储管理板供电电路，给存储管理板供电，同时将SD卡切换为TX2模块访问模式，并按照要求给SATA/USB硬盘供电；
[0029](2)TX2模块启动运行Linux操作系统；
[0030](3)操作系统启动后，数据拷贝应用程序自动运行，将SD卡数据拷贝到对应的固态硬盘；
[0031](4)SD卡数据拷贝完成后，MCU断开存储管理板供电电源，同时将SD卡切换为MCU访问模式。
[0032]低功耗处理子模块采用超低功耗MCU，最高48MHz时钟，具有2MB的闪存主存储器和32kB闪存信息存储器，256kB的SRAM。待机状态下电流仅仅820nA，工作电压3.3V。同时片内具有一个16位1MSPS的24通道模数转换器，适合连接电压或者电流输出的传感器。丰富的外围接口，很方便的与外设通讯。低功耗处理单元在活动模式下的电流仅为100μA/MHz，总功耗约为124mW。
[0033]SD卡是适合于MCU的大容量存储介质，支持SDIO/SPI驱动模式，体积也较小，适合用于对体积大小要求高的水下机动部署设备。使用传输速度更快的SDIO模式来驱动SD卡。在SDIO总线上有两张SD卡，分别通过两个双向电平转换芯片连接至MCU的SDIO接口。
[0034]采集模块实现将水听器接收的弱信号，经过放大、滤波、AD转换、数据传输等一系列加工，将数字信号送入信号处理模块。水声信号采集子模块由本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，其特征在于，包括：采集模块，用于将水听器接收到的信号转换成数字信号；低功耗处理子模块，用于接收数字信号并根据应用场景进行处理。2.根据权利要求1所述的低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，其特征在于，所述采集模块包括：主控芯片，用于控制采集模块采用分时存储方式；前置放大电路，用于对水听器的信号进行放大和滤波；数模转换电路，用于将经过前置放大电路的水听器信号转换为24位数字信号；存储模块，用于数据存储。3.根据权利要求2所述的低功耗的水下机动部署设备采集存储模块，其特征在于：所述主控芯片为MCU，采用FAT文件系统以及SD卡完成数据存储，通过RS232接口与上位机通信，实现状态反馈、控制工作、增益控制等操作；所述存储模块由高性能读写系统Jetson...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国才，高菲，张欢，华波，张舒然，刘今，韦佳利，王萌，李遥，王凯，颜晗，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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