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车载卫星电视接收控制系统的软件设计及陀螺滤波方法的研究

作 者: 罗丹
导 师: 蔡征宇;曾勇
学 校: 南京理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 车载卫星电视接收控制系统 软件设计 卡尔曼滤波 小波滤波
分类号: TN948.55
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


随着现代生活信息化程度的不断加深,信息的实时性要求也越来越高,人们对能在旅途中或是户外观看实时电视节目的需求也越来越迫切。而车载卫星电视接收系统恰能满足人们的这一需求,该系统性能的好坏主要取决于其控制系统。所以,对车载卫星电视接收控制系统的研制具有重大意义。本文首先对该控制系统的工作原理进行了描述,然后对系统的硬件结构作了分析并对系统软件进行了整体设计。设计了软件工作的总体流程图并根据软件模块化思想按照功能将系统软件规划为六个模块。接着设计了各模块的流程图并给出了具体的实现过程。本系统所用陀螺仪的输出存在随机漂移和噪声,这些噪声会在很大程度上影响系统的精度。所以本文采用了卡尔曼和小波滤波方法对其进行处理。同时针对小波的硬阈值和软阈值滤波方法各自的不足给出了一种优化的小波阈值方法,仿真结果表明信号得到了显著改善。最后本文对系统功能测试及车载实验的结果进行了分析,实验结果表明该控制系统已达到了预期的设计目标。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-11
  1.1 课题背景和来源  8-9
  1.2 课题研究目的及意义  9
  1.3 论文的主要研究内容及结构安排  9-11
2 车载卫星电视接收控制系统总体概述  11-23
  2.1 系统概述  11-14
    2.1.1 系统工作原理  11-12
    2.1.2 卫星跟踪角度的计算  12-14
  2.2 系统性能指标  14
  2.3 车载卫星电视接收控制系统的硬件结构  14-17
    2.3.1 微处理器单元  15-16
    2.3.2 传感器单元  16
    2.3.3 信号调理及D/A单元  16-17
    2.3.4 外扩存储器及E2PROM单元  17
    2.3.5 执行机构单元  17
  2.4 车载卫星电视接收控制系统的软件设计  17-22
    2.4.1 系统软件工作流程  17-19
    2.4.2 系统软件整体设计  19-21
    2.4.3 软件开发环境介绍  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 车载卫星电视接收控制系统的软件具体设计与实现  23-46
  3.1 系统初始化模块  23-24
  3.2 数据采集模块  24-31
    3.2.1 GPS数据采集模块  24-26
      3.2.1.1 GPS数据输出格式  24-25
      3.2.1.2 单片机串口寄存器的设置  25-26
      3.2.1.3 GPS数据采集流程图  26
    3.2.2 罗盘数据采集模块  26-29
      3.2.2.1 罗盘通信协议介绍  26-28
      3.2.2.2 罗盘数据采集流程图  28-29
    3.2.3 陀螺仪信号及卫星电平信号采样模块  29-31
      3.2.3.1 80C196KC的A/D转换器  29-30
      3.2.3.2 信号采集的优化  30-31
      3.2.3.3 陀螺信号采集流程图  31
  3.3 温度补偿模块  31-34
    3.3.1 温度传感器的控制  32-34
    3.3.2 温度补偿模块流程图  34
  3.4 初始寻星模块  34-37
    3.4.1 获取天线对星角度的算法实现  35-37
    3.4.2 初始寻星模块的流程图  37
  3.5 跟踪模块  37-40
    3.5.1 跟踪方式的选取  37-39
    3.5.2 跟踪模块实现流程图  39-40
  3.6 电机控制模块  40-45
    3.6.1 电机工作原理及驱动器3717简介  40-42
    3.6.2 控制实现流程  42-45
  3.7 本章小结  45-46
4 陀螺的滤波算法研究  46-60
  4.1 卡尔曼滤波理论  46-48
  4.2 小波的基本理论  48-51
    4.2.1 小波的基本概念及思想  48-49
    4.2.2 连续小波变换及其性质  49
    4.2.3 离散小波变换及小波框架  49-50
    4.2.4 小波的分解和重构  50-51
  4.3 陀螺零位输出数据滤波方法的研究  51-54
  4.4 陀螺动态数据滤波方法的研究  54-59
    4.4.1 小波滤波方法  54-57
    4.4.2 仿真结果分析  57-59
  4.5 本章小结  59-60
5 系统测试及性能分析  60-64
  5.1 功能测试  60-61
  5.2 车载实验  61-64
6 总结和展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视 > 电视中心、电视设备 > 电视发射、接收设备 > 接收设备
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