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1、基于MSP430单片机的超低功耗可扩展开发水下声学记录仪 摘 要降低整体功耗是长期水下声学研究和其他应用程序,在低功耗,高采样率,及所需的大容量存储数据记录仪的核心问题。低功耗微处理器MSP430可提供发展长期部署远程系统的方案。在本文中,我们提出了一个多MSP430,主从架构来解决的功率限制问题。所提出的设计在本质上是可扩展的。对于安装在阵列中的每个附加从单元中,数据采样和流率可以按比例增加。我们使用的是多声道的水下声记录器以100千赫兹的采样速率演示这种概念的优点。该系统的性能由在海底的反射系数测量的现场实验证明。所提出的架构将适用于许多水下长期部署的系统。其在结构和多通道采样的同步灵活性
2、,它还提供了用于水听器阵列的结构的简单结构。1.引言当在室内实验室研究水下声学设置,信号采集一般不会产生问题。因为许多现成的产品可用于一定范围的配置和应用。这些解决方案通常是一台电脑上或在坚固的工业机箱上实现。 此外,电力供应,数据存储和通信是假定为方便和无限的。然而,当调查在水下环境中声学,所有这些条件要么太昂贵或不可能。一种可行的方法水下仪器必须克服这些制约因素。海洋环境充满各种来源的噪音。可以发现的声学信号的频带宽,从几赫兹到几百千赫、。例如,海洋哺乳动物发出的频率范围从100赫兹到150千赫(Au,1993)。雨滴落在海面上产生为1-50千赫兹的范围内的巨大的噪音泡沫使他们崩溃、。船舶
3、交通辐射噪声从110千赫兹的范围。研究这些海洋声学现象,声音在现场测量,然后在现场分析或在实验室处理。对于测量声音在现场,如果该测量地是离岸边不远处,一般采纳缆线系统。然而,电缆系统的部署和维护是昂贵的。此外,沿海水域一般都是人活动,海底电缆持续存在由拖网和锚被损坏的风险。对于电缆和单机系统,海洋环境对电源,数据存储和系统稳定性的造成挑战。如果研究的地点离海岸太远太深,或用过于昂贵的电缆系统,单机和自足的记录系统被部署在海底,则需要定期的服务来检索数据并更换电池组。为了解决这些问题,Ma和Nystuen(2005)开发了一个独立的声学记录仪称为被动式水中监听器(PALS)。此仪器由一个单片机,
4、一个10/20分贝的低噪声放大器板,水听器,和电池组构成的。微处理器是一个低功率吃持久型微控制器,具有8通道的10位AD ,16个I / O接口,和一个用于数据存储CF卡接口。该系统被设计为在海洋中记录长达一年的降雨声波频谱。为了实现持续长时间的测量,通常PAL停留在“睡眠”模式以节省电力。它每一个或2分钟(可编程)唤醒一次,以100千赫采样率持续4.5秒来测量环境噪声,得到频谱。如果频谱中包含了降雨的信号,该系统将提取的水听器信号,计算,并存储频谱,直到降雨信号在频谱中消失。为了减少所需的存储器存储的大小,系统不保存信号的时间序列,只保存光谱。 10/20分贝放大器主板还提供了选项,以采用适
5、当范围来捕捉信号。以这个项目为例,我们可以看到电源和内存管理的问题是长期部署工具的核心问题。为了在海洋中连续记录声学信号,Wiggins(2003)开发了一种低功耗,高数据容量的自主式声学记录器,称为自主式录音包(ARP)。ARP包括一个由海洋传感器公司生产的os500数据记录器,一个水听器,两个36 GB SCSI磁盘数据存储器和电池组。鉴于大容量的SCSI硬盘驱动器,内存的限制不再是一个问题。在没有SCSI磁盘驱动器情况下,该OS500数据记录器和水听器的功率消耗是大约600毫瓦。该电池组包括两块锂电池,一个容量580小时(安时)/10 V供OS500数据记录器使用的和一个容量135小时/
6、 17 V的供SCSI磁盘驱动器使用。该系统提供了一个1000赫兹的采样率,并可支持长达一年的长期部署。Burgess等人(1998)研制出一种低功耗的自主式记录系统,称为CAP,该系统长36厘米,直径10厘米。随着温度和深度的记录,它是能够承受2000 m的水深和记录5千赫频率的声信号10小时。 该设备是如此小巧便携,它可以标记在海洋哺乳动物,并研究它们的行为。后来,CAP升级到探针,它变得更加精巧和低功耗。新模式的声学采样速率具有16位分辨率,可以设置为100 Hz-20 kHz之间的速率。这个系统采用闪存作为数据存储介质,从而更有效率。用一个1.5Ah/ 3.6伏碱性电池,它可以在2 k
7、Hz声波采样率下工作41小时。Thode等人(2006)使用以一个四元件垂直阵列器件作为记录核心的的生物探针,来记录和跟踪海洋哺乳动物。最近,其他项目都应用了生物探针结构,在开发新一代紧凑型和超低功耗的,为保护海洋哺乳动物声记录仪(Johnson and Tyack, 2003; Madsen and Wahlberg, 2007)。为了海洋哺乳动物的监测,Wiggins和Hilderbrand(2007)中使用以32位,20兆赫的单片机作为平台构造一个长期(月)和宽频(200千赫)的自主式水下声记录仪。由于监控需要以高采样率连续记录,数据存储容量和电池能量包的容量是两个挑战性的工程问题。其解
8、决方案是以大量的2.500磁盘驱动器(1.9 TB)作为存储介质。 为了有效地管理电源,数据在传至所述磁盘驱动器之前,存储在32 MB RAM的缓冲器。使用这种技术,阵列中只有一个驱动器被激活时,写入的时间短,所以功耗从而大幅减少。最新的成果是Lammers等人的生态声记录仪(EAR)。(2008年),负责监测珊瑚礁和周边海域的生物活性。这个基于微处理器的自动记录仪样品可以对环境声场定期和自动检测符合某些特定的声音标准。有几个电池组(每一个电池组包含七个高容量碱性D系列电池),该系统可以操作长达一年。凭借其可编程记录占空比和电源组模块布置,该系统可轻松配置,以满足环境监测项目的不同需求。上述项
9、目表明,当搭建独立,无缆水下记录系统时,工程师必须权衡长期部署中、采样率和数据存储容量。高采样率和长操作周期需要更大的数据存储空间和高性能微处理器。这反过来又创造了巨大的磁盘驱动器,消耗更多的电力需求。由此产生的大电池增加了系统的尺寸和重量,降低它的可移植性。幸运的是,微处理器的持续发展和基于闪存的存储器,创造了独立发展和非有线的水下记录系统新的可能性。德州仪器生产的MSP430单片机(微控制器单元)是新一代低功耗微控制器。它是专为以电池供电的产品设计如MP3播放器,手持式仪表,以及医疗设备等。它的结构显著降低了功耗和外围电路的复杂性。在这项研究中,我们使用MSP430 单片机设计一个架构,它
10、的采样率,数据存储,和数字化通道,以毫瓦的功率水平扩展。我们称之为超低功耗可扩展的声学记录仪(UPEAR)。2.硬件结构数据记录系统的性能通常是受AD转换速度和数据流速率的限制。我们的设计策略是充分利用一个单一的超低功耗用单片机,而不是用一个更强大的微处理器或数字信号处理器。为了克服高速数据采集和信息流的挑战,不仅需要一个快速AD转换电路,而且还需要无中断,使连续数据流到存储介质中的有效方法。大量数据流入存储介质一般是通过采用一个强大的处理器和高速数据总线。这样不可避免的引入了复杂的结构,消耗更多的电能。对于低功耗独立的系统,这样的方法不是一个最佳的解决方案。MSP430单片机具有一系列不同的
11、AD通道数量模型、数字I/O、缓存和闪存的大小,和可选的外围设备,如LCD驱动器。因为尺寸紧凑,它们有极低的功率消耗,活跃模式下大约10兆瓦,在睡眠模式下小于1毫瓦。所有型号都有不同的包装形式,包括QFN、LQFP、SSOP、DIP。他们的体积可以达到1212 1.5mm。许多MSP430型号具有100 kHz的采样率,充分满足水下声学记录的要求,因为海洋环境噪声普遍低到50千赫(Wenz,1962)。MSP430单片机的单位成本很低,大多数模型还不到10美元一块。相比电脑或数字信号处理器为基础的解决方案,MSP430就是这样非常划算。然而,一个单一的MSP430单片机没有能力执行所有在高采样
12、率系统下运行的任务(多通道AD转换,实时数据采集所需的时钟和数据流)。因此,我们使用多MSP430单片机构成可伸缩和可扩展的主从式架构。2.1从属单元 从属单元由MSP430-F169单片机和安全数字(SD)存储卡构成。其示意图示如图1。信号被MSP430内置的12位模数转换器转换为数字信号,然后传输到SD卡(德州仪器公司,2003年)。 SD卡是一个可移动闪存的存储设备(闪迪公司,2003年)。它的规格是最初由东芝公司,闪迪公司和松下电器公司为各种消费电子产品如数码相机、PDA、移动电话和便携式音乐设备制定。它体积小巧,操作简单,容量大,功耗低,成本低,是我们的设计的理想解决方案(Hsiao
13、等人,2006年,2007年)。 MSP430的通用同步/异步接收/发送器(USART)通过串行外设接口(SPI)与SD卡进行通信。 SPI接口是一个简单的方式在单片机外围器件的同步串行协议。如示于图2,只有四个引脚用于微控制器和SD卡之间的数据传输(德州仪器公司,2006)。上电后,MSP430的读取SD卡内第一个512字节(定义作为一个块)来检索内存使用电源周期之前内存使用情况。此信息被用来分配存储即将到来的新记录事件的可用内存空间。换句话说,在每一个周期中,系统都会自动启动新的剪辑。然后该MSP430切换到睡眠模式以保持电力。它停留在这种低功耗模式,直到主单元通过采样/存储触发命令来唤醒
14、。在接下来的小节中详述。为了确保A / D转换和数据流的同步成功,双缓冲结构与直接内存访问(DMA)一起采用。 DMA是MSP430单片机系列的模块组件,它可以无需CPU干预转移MCU存储器和外设之间传输数据。 MSP430-F169有2千字节的随机存取内存(RAM)。一千字节被用于构建两个缓冲区,记为缓冲液I和缓冲液II,每个512字节。 MSP430单片机将信号数字化,并将结果按序存储在缓冲区。一个子程序监控的增长缓冲区。一旦缓冲区I是满的,其内容通过DMA将被传输到SD卡中,同时数字信号传输到缓冲液II 。任务就这样在缓冲器I和II之间交替。用这种安排,声信号在用作上简单的任务(样品/存
15、储)由自身工作的基本的数字记录器每个从属设备连续地采样。根据我们的试验中,从单元需要0.02毫秒将数据缓冲器信号流入SD卡,这意味着单个从属单元能处理数字化和记录高达每秒50 k个样本。拉下了“选择”引脚接地,每个SD卡启用。有了适当的复用电路和数据存储管理,多重SD可以很容易地串接扩展的数据存储容量。2.2主控单元一个主单元由两个MSP430-F169单片机组成,记为M1和M2,和一个实时时钟(RTC)芯片DS1302(图3中示出)。该DS1302在非常低的功耗运行。在3.3 V的硬币电池供电下,它可以不费时运行多年(达拉斯半导体公司,2005)。当电源接通时,M1开始与RTC通过三个通信的
16、I / O以检索当前时钟时间。 M1通过通用I / O端口的发送时钟给从属单元。总共使用26个I / O端口。例如,月由1到12之间的数来表示,要求四个端口。同样地,需要5个端口为天,5端口为小时,6个端口为分钟和6个端口为秒。因为MSP430F169单片机的I / O端口有限,不能表示年。然而,一年可以在用户的实验日志进行方便的管理。对于下一代,我们可以用提供了更多的I / O端口以适应时间戳年份信息的另一个MSP430模型。该RTC DS1302是一种廉价的产品,在消费类电子产品很受欢迎。在部署之前,它是和GPS同步,但它每天漂移几秒钟。对于这个原型,我们只使用它的时钟有一个近似的记录时间
17、。在下一代的发展,我们将用漂移小于1秒/年的船用实时时钟(船用公司)。然而,用主-从配置,所有的接收机从主I / O端口得到相同采样和保持命令。在信道之间的实际抽样时间的差为小于125纳秒,对于阵列的波束形成足够准确的。M2负责从属单元的整体协调与同步。它可以在任一待机模式下和延迟时间模式操作。对于前者,它等待从外部触发启动命令;对于后者,它在预先编程的时间唤醒工作。对于潜水员部署,系统并不需要开启,直到所有的准备工作已经完成,以节省电池电量。锚降自由落体部署中,如果我们可以估算的降落时间,预先设定延迟时间可用于节省电池电量。在启动时,M2依次发送采样命令和块序号向每个从属单元中。当所有从属单
18、元的数据后处理过程中合并在一起时,在0和255之间循环的序列号,将被用于对齐时间线。这个过程的细节将在第3节进一步阐述。对于这两种模式,占空比(采样时间对睡眠时间)可以设置为用户期望的任何值。总之,M2控制在一个特定的从属单元的样品和存储数据。2.3组装加工在图4中,展示了系统的基本结构。它包括一个主单元和两个从属单元。该原型板,不是其至今最小化的电路布局,而是已经够小(15厘米9.5厘米)。一个单一的从单元是非常紧凑的,因此,2个单元被放置在一个印刷电路板。主单元板和双从板堆叠在一起,以减少所需的空间。主单元通过40引脚带状电缆与所用的从单元通信。如果有更多的从属单元板,我们需要做的是把更多
19、的内联连接器放在带状电缆中。可以用更多的从单元板到有更多的同步的AD通道或实现更高的采样率。从属单元板数量(一个数组中的通道)是受MSP430的输出端口的扇出电流限制的。根据msp430-f169规格,每个IO端口可驱动六个从属单元板。如果需要更多的通道,我们可以使用一个缓冲IC或拉电阻从V +增加扇出。在下一节中更详细地描述资源的重新配置。我们使用具有一个内置的20 dB的增益157分贝/ 1 V / MPa输出灵敏度的ITC 6050c水听器。华盛顿大学应用物理实验室设计的另一个放大器板,在水听器和广告之间增加,作为45千赫的抗混叠滤波器。这种板的原设计提供20 / 40 dB的增益,但我
20、们只使用经过抗混叠滤波器的信号。3. 软件结构单从单元能够数字化,并以每秒高达50 k个样本的速率将数据传输的SD卡。本文的主要目标是设计一个灵活的架构来克服这个最小硬件的效果限制。通过“灵活”,是指配置的改变仅仅是下载一个新的程序并更改跳线设置的问题。3.1单从模式图5说明了子系统如何工作。主单元按期望的采样速率定时发送采样命令。在命令的上升沿,从单元将信号数字化,并增强与时间标记和由主单元提供一个序列号的结果,然后将其存储在缓冲区。主单元跟踪所发出的样本计数。当样本数达到250时,主单元会触发从单元到缓冲区I 中的数据流到SD卡。当数据流动的同时,即将到来的AD结果将被重定向到缓冲区II直
21、到填满,主装置将触发另一个数据传输。基本上,这2个缓冲区轮流保存他们的数据到SD卡。采用这种结构,单从单元能够数字化和以高达50kHz采样率数据流到SD卡。3.2多从模式 当需要超过50千赫高的采样速率,即使从单元可以迅速执行主单元的采样命令,数据流成为其中档性能的瓶颈(MSP430的ADC采样率的规格是高达200千赫,但是,那样也是只有AD采样执行的情况下,而没有其他任务)。这个瓶颈是由于SPI的带宽和缓冲区大小的限制。我们通过增加额外的从单元分享数据流的任务来解决这个问题。本文提出了两种配置,交替模式和交错模式。3.2.1交替模式在图6,在交替模式,其中一个主单元(表示为M)的协调两个从属
22、单元的场景(表示为S1和S2)中描绘。M开始指挥S1到第一个采样数据。 在M触发S2至接管采样任务之前,250个样本被收集和存储在S1的缓冲区I。在这一刻,S1流数据到SD卡。然后同样的任务转移到S2 /缓冲区I,S1 /缓冲区II,S2/缓冲II,按照这个顺序循环。换句话说,任务不是在单从单元内两个缓冲器之间来回移动,现在它在两个从属单元四个缓冲器之间交替。用于数据流数据的时间就这样从一个缓冲时间延长到2个缓冲时间,如图6所示。因此,采样率可以提高到100千赫和从单元仍然可以及时完成数据流。一般而言,采样率的提高大致与所采用的从单元的数目大致呈线关系。3.2.2交错模式利用两个从属单元资源的
23、另一种方法是交叉着工作周期。如图7所示,主单元命令,并使用一个半周期移位来协调这2个从属单元。主的时钟是如从单元的基本时钟的两倍下速度运行的。当时钟是奇数时,命令转到S1中,而当它是偶数,则该命令进到S2。每个从属单元独立地执行任务的任务。因此,该系统非常类似于单一从属模式,但该系统的整体性能是加倍的。4. SD卡存储器结构4.1标头块大多数消费电子产品使用FAT文件系统来存储在SD卡数据(微软公司,1999)。对于我们的应用程序,以简化MSP430的读/写任务,我们定义自己的文件结构,以原始内存模式来访问SD卡。选择该格式有几个原因。首先,对MSP430读取并在512字节的块最有效地写入到S
24、D卡。因此,512字节是我们系统中数据管理的基本单位。然而,这限制了缓冲区大小的设计。其次,在多从模式下,每个SD卡的数据需要在下载后进行整合。以防止在将SD卡的内容不一致,非重复的辅助标签(框序列号)将被嵌入在每个数据块以加快数据合并。第三,在任何情况下,我们要尽可能准确地保存每个数据块的定时信息。因此,每个数据块将被给定一个单独的时间标记。鉴于这些考虑,我们设计了一个结构用于SD卡,如图8所示。正如2.1节所述的头文件保存在SD卡中的内存使用情况。标头块被进一步划分为32个16字节的记录。第一个记录被称为系统标记(ST),而剩余的31条记录被称为剪辑标记(CT)。ST和CT的定义在图8中示
25、出。对于一个新的SD卡,剪辑计数是用零填充,并且对于存储器规模大小,通道数和从单元的数量是相应的配置。上电后,本系统采用的ST剪辑计数作为索引来查找先前操作的CT和检索存储器内可用的信息。对于任何即将记录,一个新的CT将与开始时间和起始内存地址被附加一起。当AD采样的进行时,CT尾随数据块的存储器地址将被相应地更新。4.2数据块标头快之后的数据块占据其余的SD卡内存。数据块格式化如图9所示。我们不将AD结果填充整个512字节的块,而是保留的主要的12个字节的时间标记,序列块号(SN),以及系统状态标志。系统状态标志是用来记录来自主单元的辅助信号,这将用于数据合并或后处理。MSP430的内置的A
26、D转换器是12位的,所以一个样本是两个字节。其余500个字节可以容纳250个样本。5. 校准采用多从属单元,由不同的AD转换进行采样信号。理想情况下,所有的AD转换电路是相同的,其结果应该是相同的一个特定的电压水平。然而,由于在布线配置和电子元件的响应的差异,总有不同的AD读数之间的差异。为了观察这一程度差异,我们馈送了一个1千赫,1.5 Vp-p正弦波进记录仪。该信号放大的照片如图10所示。在1 kHz的正弦波,有一个高频率小幅度抖动。这个缺陷也可以在光谱中观察到的出现在除1kHz的信号50千赫的附近的频谱分量(图11)。为了减轻这种变化,我们想出了一个校正曲线,结合两个AD转换器的特点对平
27、稳采样进行微调。我们将不同程度的电压输入到从单元中,并将它们绘制在一起,如图12所示。结果表明,两者之间的差不是恒定的,而是依赖电平的变化。在不同电压电平中读数的变化(S2与S1),如图13所示,用来构造一个校正曲线(图13中的蓝线)。S2的读数是根据该曲线进行调整。这种方法的有效性,可通过绘制校准正弦波和功率谱图来说明。分别如图14和15所示。额外的频谱分量被去除。6. 运行试验如引言中所提到的,操作的持续时间是由2个因素限制:存储容量和功率。在当前的设置(一个主单元协调两个从属单元),每个从属设备安装有一个1 GB的在100千赫兹的采样速率为高达2.7提供数据存储的SD卡。现在SD卡已经达
28、到32 GB的大小,使约89 H采样时间。性能可能由电源来限定。我们使用了4节松下氢氧节AA电池串联连接以提供6 V作为为3.3伏稳压电源驱动。通过万用表测得主机和子机的平均电流水平分别约为4和36毫安。我们做了详尽的功率测试发现,在耗尽电池很久之前,该系统填补了SD卡(共2G字节)。有了这些参数作为参考,我们可以根据任务要求配置系统的SD卡容量和功率包。在现场作业某些应用中,如海洋背景噪声监测,不要求连续记录。该系统可被编程为占空比模式。例如,对于每一小时只有3记录的分被执行,而在睡眠模式下操作,为的剩余部分节省能源。换句话说,该系统可以很容易地应用到的数月或甚至一年的长期操作。为了验证该记
29、录系统的性能,我们建立了一个双通道记录仪和两个ITC-6050C水听器作为接收器并用于现场试验。原型是如图16所示。电池组被替换为2个2.2Ah/ 7.2伏的锂聚合物电池并联连接,它可以支持超过12小时的操作。如图17所示,ITC-6050C水听器和一个独立的ITC-1032被安装仪器框架上以保持距海底1.53米的高度。这个想法是,驱动源重复发送的一组信号和反射信号将通过两个水听采集。该数据包由一个15毫秒的线性调频脉冲(从5千赫到18千赫)和1个八毫秒单调的锥形正弦波(分别是5,8,10,12,16,14,18和20千赫)。在后处理过程中使用的线性调频脉冲的每个数据包对齐的起始时间。一个10
30、0毫秒的停顿插入单调信号之间,以确保从海底其直接到达和反射不重叠。因此,一个包大约是1000毫秒长。图17中所示的几何形状示出了通道和采集的入射波的和反射波的掠射角分别85.71和74.11。在一个站的反射系数是通过直接到达的振幅和经过传输损耗的适当补偿的反射比较评估。一分钟的信号被记录在一个站获得一个时间平均值,并在40个不同的位置取为空间平均记录。在图18中,记录的是双通道的采样信号记录。评估的反射系数不需要同步的双通道。然而,这两个接收器分别由相同的主单元,使得在信号到达时间上的差异可被估计协调。与线性调频脉冲信号压缩技术中,延迟时间的估计为0.251毫秒。线性调频信号压缩技术,延迟时间
31、DT估计为0.251根据CTD测量,声音速度为1531米/ s,因此在两个水听器之间的距离为38.428厘米的小于0.45厘米的差,非常靠近一个卷尺,38.0厘米获得的距离。这一结果证实所述同步的功效。7. 讨论和结论主和多从架构的提议为我们提供了系统配置的灵活性,根据任务的要求,充分利用其资源。 可用的采样率预算和数据存储的硬件组件的资源。例如,给定的一个主单元和两个从属单元,我们有四个AD通道(各两个从属单元上),每个能采集到50千赫与16G存储。对于其中需要小于50千赫(单一独立AD单元的采样和存储限制)的采样率的实验中,将四个AD通道可与个别的采样率独立地进行编程,来记录的水听器的四个
32、通道。对于其中需要更多的数据存储一个长期部署方案,从AD单元可以串联为交替模式下的16 nG的数据存储空间,其中n是从AD单元数n。一旦所需的采样频率超过50千赫,从属的AD单元需要被配置为交错模式或交替模式,连接在一起来执行AD采样的输入模式。两种模式都可以达到理想的效果。然而,在前者配置中的所有从属的AD单元在整个记录都保持活跃,但在后者的配置中,只有从AD单元一次只有一个在执行采样任务。因此,交替模式是功耗比所述交错扫描模式更高效。另一方面,交错方式是在保持信号的连续性方面更好。例如,如果一个AD单元由于某种原因失败时,交错模式仍然在交替模式丢失数据块那以较低的采样率的连续信号产生循环。
33、理论上对于添加到系统中每个AD单元,采样率预算可以以50千赫的幅度增加。但是,在交替模式中,此增加被限制为MSP430的最高采样率的200千赫。交错模式不会存在这个问题,只要主机可以协调多从AD单元产生足够快同步信号速度的采样任务。配置的可能组合在表1中列出的,示出了结构的灵活性。该系统的一个附加的优点是其操作的简易性。在每个电源周期系统将自动启动为新的记录事件的新文件。直到需要一个新的任务计划,用户不需要设置任何设置。这是便于在现场重复实验任务。与MSP430 单片机相关的某些缺点依然存在。基本上,我们做了功耗和微处理器的功能之间的折衷。因此,对于目前的发展阶段,我们使用了内置的12位的A/ D转换器,该AD转换器用于解决复杂的信号是不理想的。MSP430单片机的计算能力不足进行实时频谱分析、滤波,以及智能检测算法不能在相同的MSP430单片机实现。在表2中,我们列出并比较了介绍说明不同系统的功能。本文介绍了一个主/多从,分布式采样/存储架构的可扩展的数据记录仪的设计。德州仪器MSP430超低功耗单片机作为平台的核心。随着功耗内置外设MSP430 MCU的卓越性能和多功能性,这种架构可作为长期部署的理想平台,以及单机水下记录系统。该架构的灵活性,可让用户根据只需根据软件变化的任务性质来分配系统资源。该系统的效能是由原型双通道声学记录仪用于现场试验中收集的数据质量证明。
限制150内