专利名称：一种基于usb的雷达信号采集显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及船用雷达系统，尤其涉及一种基于USB的雷达信号采集显示系统。
背景技术：
安装在船舶上的雷达是船长的眼睛，是必不可少的主要助航设备。马尼拉公约明确要求，500总吨及以上的船舶中，负责航行值班的高级船员能使用雷达和自动雷达标绘仪保持安全航行。它的主要优点是第一，船用雷达显像直观，使用方便，定位测量比较准确；第二，船用雷达能在雨、雪、雾和夜航等不利条件下探测物标，且作用距离远。船用雷达的这种作用，在船上众多的助航仪器中具有独一无二的优势。因此，国际海事组织对各类船舶必须装备船用雷达的数量和性能都作了具体的规定。
雷达的显示器都安装在驾驶台上，在其他舱室无法看到雷达图像。并且由于雷达专用显示器造价比较高，一般来说不会在其他地方安装雷达分显示器。随着微控制器技术的发展，微控制器在导航技术中的应用也越来越广，微控制器数据传输和处理数据能力已经能够满足雷达数据处理的需要，因此可以将微控制器应用于雷达信号显示系统中，以降低成本，提高显示系统的使用灵活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于USB的雷达信号采集显示系统，以方便灵活地对雷达图像信号进行采集及显示。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，一种基于USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)的雷达信号采集显示系统，该系统包括有CPLD (Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)控制单元、信号采集电路，CPLD控制单元一端连接信号采集电路，其另一端通过USB桥接芯片与上位计算机相连，信号采集电路将采集到的信号由CPLD控制单元通过USB桥接芯片发送到上位计算机中，由上位计算机完成显示；所述信号采集电路包括有与雷达视频信号端子连接的信号滤波及功率放大模块，信号滤波及功率放大模块通过模数转换模块与CPLD控制单元相连，将雷达视频信号传输至CPLD控制单元；所述信号采集电路还包括有电压转化模块，电压转换模块与雷达信号输出端相连，将船艏信号、方位信号和触发脉冲信号传输至CPLD控制单元；所述信号采集电路还包括有存储模块，存储模块与CPLD控制单元连接；所述上位计算机通过USB端口与USB桥接芯片相连；所述USB桥接芯片通过外围数据及控制信号接口与CPLD控制单元连接。本发明采用CPLD来作为雷达信号采集机处理传输的主控制器，由它负责整个系统工作的协调。在初始化阶段，CPLD控制单元通过外围电路同步雷达时序信号，并初始化存储模块；然后，当CPLD控制单元在同步船艏信号完成后，便开始采集雷达时序信号，通过方位脉冲数判断当前方位扫描线在存储模块中的存储位置，通过时序信号触发脉冲，将雷达视频信号保存到存储模块中；反复此过程，将雷达图像存储起来，直到扫描到下一个船艏脉冲，便完成一幅图像的存储；最后，CPLD控制单元对存储模块中的雷达图像做必要的图像处理，通过USB端口将整幅雷达图像数据传输到上位计算机，上位计算机通过USB端口接收到雷达图像数据，并显示在屏幕上。本发明的优点在于，该系统除了具有普通的雷达信号采集处理功能外，由于使用了 USB桥接芯片，并通过USB接口将雷达数据进行实时传输，使得整个系统使用更加灵活、成本更加低廉。
图I是本发明提出的雷达信号采集显示系统的原理框图；
图2是该系统的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。如图I、图2所示，本发明提出的基于USB的雷达信号采集显示系统包括有CPLD控制单元、信号采集电路，CPLD控制单元一端连接信号采集电路，其另一端通过USB桥接芯片与上位计算机相连，信号采集电路将采集到的信号由CPLD控制单元通过USB桥接芯片发送到上位计算机中，由上位计算机完成显示；信号采集电路包括有与雷达视频信号端子连接的信号滤波及功率放大模块，信号滤波及功率放大模块通过模数转换模块与CPLD控制单元相连，将雷达视频信号传输至CPLD控制单元；信号采集电路还包括有电压转化模块，电压转换模块与雷达信号输出端相连，将船艏信号、方位信号和触发脉冲信号传输至CPLD控制单元；信号采集电路还包括有存储模块，存储模块与CPLD控制单元连接；上位计算机通过USB端口与USB桥接芯片相连;USB桥接芯片通过外围数据及控制信号接口与CPLD控制单元连接。CPLD作为雷达信号采集机处理传输的主控制器，负责整个系统工作的协调。在初始化阶段，CPLD控制单元通过外围电路同步雷达时序信号，并初始化存储模块；然后，当CPLD控制单元在同步船艏信号完成后，便开始采集雷达时序信号，通过方位脉冲数判断当前方位扫描线在存储模块中的存储位置，通过时序信号触发脉冲，将雷达视频信号保存到存储模块中；反复此过程，将雷达图像存储起来，直到扫描到下一个船艏脉冲，便完成一幅图像的存储；最后，CPLD控制单元对存储模块中的雷达图像做必要的图像处理，通过USB端口将整幅雷达图像数据传输到上位计算机，上位计算机通过USB端口接收到雷达图像数据，并显示在屏幕上。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，该系统包括有CPLD控制单元、信号采集电路，CPLD控制单元一端连接信号采集电路，其另一端通过USB桥接芯片与上位计算机相连，信号采集电路将采集到的信号由CPLD控制单元通过USB桥接芯片发送到上位计算机中，由上位计算机完成显示。
2.根据权利要求I所述的一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，所述信号采集电路包括有与雷达视频信号端子连接的信号滤波及功率放大模块，信号滤波及功率放大模块通过模数转换模块与CPLD控制单元相连，将雷达视频信号传输至CPLD控制单元。
3.根据权利要求I所述的一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，所述信号采集电路还包括有电压转化模块，电压转换模块与雷达信号输出端相连，将船艏信号、方位信号和触发脉冲信号传输至CPLD控制单元。
4.根据权利要求I所述的一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，所述信号采集电路还包括有存储模块，存储模块与CPLD控制单元连接。
5.根据权利要求I所述的一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，所述上位计算机通过USB端口与USB桥接芯片相连。
6.根据权利要求I所述的一种基于USB的雷达信号采集显示系统，其特征在于，所述USB桥接芯片通过外围数据及控制信号接口与CPLD控制单元连接。
全文摘要
本发明提出一种基于USB的雷达信号采集显示系统，该系统包括有CPLD控制单元、信号采集电路，CPLD控制单元一端连接信号采集电路，其另一端通过USB桥接芯片与上位计算机相连，信号采集电路将采集到的信号由CPLD控制单元通过USB桥接芯片发送到上位计算机中，由上位计算机完成显示；信号采集电路包括有与雷达视频信号端子连接的信号滤波及功率放大模块，信号滤波及功率放大模块通过模数转换模块与CPLD控制单元相连，将雷达视频信号传输至CPLD控制单元；信号采集电路还包括有电压转化模块，电压转换模块与雷达信号输出端相连，将船艏信号、方位信号和触发脉冲信号传输至CPLD控制单元；该系统由于使用了USB桥接芯片，通过USB接口将雷达数据进行实时传输，使用更加灵活。
文档编号G01S7/04GK102680947SQ201210170398
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者李少伟 申请人:上海海事大学