一种基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置及方法与流程

1.本发明涉及舰壳声呐探测技术，尤其是指一种基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置及方法。


背景技术：

2.为了适应技术发展，需要对现有舰壳声呐进行升级改进，尤其是对现有舰壳声呐信号处理算法的改进，以提高舰壳声呐的科研实验和应用效能。算法改进后需要随舰开展改进算法的验证，目前舰壳声呐装备无法在不影响原装备正常使用的情况下，将阵元数据实时转发给外接处理平台进行算法验证，改进算法验证只能利用记录设备记录的海上试验数据进行离线验证，无法随舰开展算法验证，无法与实装处理结果进行对比，给算法改进带来不便。


技术实现要素：

3.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中舰壳声呐改进算法随舰验证、改进算法处理结果与实装处理结果对比的问题，从而提供一种基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置及方法。
4.为解决上述技术问题，本发明的一种基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置，所述的转换装置基于定制机盒装配设计，转换装置包括电源板及电源接口、主控板、千兆网rj45接口以及lvds接口，所述的主控板采用xilinx fpga，且为本转换装置的控制核心，所述的主控板一端通过gmii转mdi千兆网phy与千兆网rj45接口之间相连，另一端通过两路单端转差分转换器与lvds接口之间相连，所述的电源板输入端设有电源接口，外接供电电源，同时电源板输出端通过电源线提供24v直流电压与主控板之间相连。
5.在本发明的一个实施例中，所述的定制机盒由前面板、后面板、散热装置组成，其中的前面板上设有接口包括交流电源输入开关、直流电源开关、电源指示灯、加固型千兆网rj45接口，同时后面板接口上设有两路lvds接口。
6.在本发明的一个实施例中，所述的千兆网rj45接口将主控板输出的网络数据转发给改进算法处理平台。
7.在本发明的一个实施例中，所述的电源板由输入滤波组件和电源转换组件组成，其中的输入滤波组件集成输入保险丝和输入开关，滤波后的交流电源接入电源转换组件转换为24v直流电压供后端主控板使用。
8.在本发明的一个实施例中，所述的电源接口由一个ice320-c14电源插座、一个船型电源开关、一个保险丝座组成。
9.在本发明的一个实施例中，所述主控板作为本转换装置中千兆网转双路lvds接口模块，其中的主处理器为xilinx fpga xc6slx16-2csg324i，且工作频率可调。
10.在本发明的一个实施例中，所述的lvds接口采用的是航插插头，且包括有lvds接口ⅰ、lvds接口ⅱ。
11.本发明的另一方面还提供一种转换装置的记录状态设计方法，所述的记录状态设计方法基于所述的转换装置以及现有的声呐装备搭建设计，包括以下步骤：步骤s1：记录状态，lvds接口ⅱ接收到声呐装备记录设备的记录指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐装备信号处理机，声呐装备信号处理机返回数据data和写时钟wd_stb；步骤s2：接收到声呐装备信号处理机返回的数据，lvds接口ⅰ将数据组包上网，同时将数据传递到声呐装备记录设备；步骤s3：回放状态，lvds接口ⅱ接收到记录设备的回放指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐设备，声呐设备返回回放时请求时钟dtr；步骤s4：lvds接口ⅱ将dtr传递到记录设备，记录设备返回读时钟rd_stb1和数据data1，lvds接口ⅰ将数据传递到声呐设备，同时将数据组包上网；步骤s5：暂停状态，lvds接口ⅱ接收到记录设备的暂停指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐设备，声呐设备返回回放时请求时钟dtr；步骤s6：lvds接口ⅱ将dtr传递到记录设备，记录设备停止数据传输，lvds接口ⅰ无数据接收，数据组包上网暂停，数据传输至声呐设备暂停。
12.在本发明的一个实施例中，所述lvds接口ⅰ通过转接电缆与声呐设备接收机柜顶部插座相连。
13.在本发明的一个实施例中，所述lvds接口ⅱ通过原电缆或者搭配转接电缆与记录设备相连。
14.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的转换装置及方法将舰壳声呐阵元数据通过转换装置转换为网络数据，实现舰壳声呐阵元数据实时网络传输，在舰壳声呐记录设备记录/回放过程中，通过转换装置将传输的lvds数据转换为网络数据转发给改进算法处理平台，同时通过转换装置的内部逻辑控制，保证舰壳声呐装备的记录设备的记录、回放功能正常。
附图说明
15.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
16.图1是本发明基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置的内部连接框图；图2是本发明所述主控模块的组成原理框图；图3是本发明所述转换装置记录状态设计流程框图；图4是本发明所述转换装置回放状态设计流程框图；图5是本发明所述转换装置暂停状态设计流程框图；图6是本发明所述转换装置工作过程原理图；图7是本发明所述转换装置使用方法流程框图。
具体实施方式
17.如图1和图2所示，本实施例提供一种基于舰壳声呐封闭式数据结构的转换装置，所述的转换装置基于定制机盒装配设计，转换装置包括电源板及电源接口、主控板、千兆网
rj45接口以及lvds接口，所述的主控板采用xilinx fpga，且为本转换装置的控制核心，所述的主控板一端通过gmii转mdi千兆网phy与千兆网rj45接口之间相连，另一端通过两路单端转差分转换器与lvds接口之间相连，所述的电源板输入端设有电源接口，外接供电电源，同时电源板输出端通过电源线提供24v直流电压与主控板之间相连。
18.进一步地，如图2所示，主控模块主要功能为外部输入mdi信号（千兆网），通过phy芯片，转换成gmii信号，给到fpga，fpga通过内部逻辑桥接之后，转换成2路lvds接口（自定义），到2路航插。
19.所述的定制机盒由前面板、后面板、散热装置组成，其中的前面板上设有接口包括交流电源输入开关、直流电源开关、电源指示灯、加固型千兆网rj45接口，同时后面板接口上设有两路lvds接口。
20.所述的千兆网rj45接口将主控板输出的网络数据转发给改进算法处理平台。
21.所述的电源板由输入滤波组件和电源转换组件组成，其中的输入滤波组件集成输入保险丝和输入开关，滤波后的交流电源接入电源转换组件转换为24v直流电压供后端主控板使用。
22.所述的电源接口由一个ice320-c14电源插座、一个船型电源开关、一个保险丝座组成。
23.所述主控板作为本转换装置中千兆网转双路lvds接口模块，其中的主处理器为xilinx fpga xc6slx16-2csg324i，且工作频率可调。
24.所述的lvds接口采用的是航插插头，且包括有lvds接口ⅰ、lvds接口ⅱ。
25.而进一步地，其中的主控板还有配套的软件部分，即转换装置的记录状态设计方法包括记录状态设计、回放状态设计、暂停状态设计，实现接收声呐装备信号处理机所发出的lvds格式的数据，通过fpga转换格式后通过千兆以太网传出去，同时将数据以lvds格式传输到声呐装备记录设备；接收声呐装备记录设备的lvds格式的数据，通过fpga转换格式后通过千兆以太网传出去，同时将数据传回声呐装备信号处理机。
26.一种转换装置的记录状态设计方法，所述的记录状态设计方法基于所述的转换装置以及现有的声呐装备搭建设计，包括以下步骤：步骤s1：如图3所示，记录状态，lvds接口ⅱ接收到声呐装备记录设备的记录指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐装备信号处理机，声呐装备信号处理机返回数据data和写时钟wd_stb；步骤s2：接收到声呐装备信号处理机返回的数据，lvds接口ⅰ将数据组包上网，同时将数据传递到声呐装备记录设备；步骤s3：如图4所示，回放状态，lvds接口ⅱ接收到记录设备的回放指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐设备，声呐设备返回回放时请求时钟dtr；步骤s4：lvds接口ⅱ将dtr传递到记录设备，记录设备返回读时钟rd_stb1和数据data1，lvds接口ⅰ将数据传递到声呐设备，同时将数据组包上网；步骤s5：如图5所示，暂停状态，lvds接口ⅱ接收到记录设备的暂停指令，具体地为dte1或ready1信号，并将指令通过lvds接口ⅰ传递到声呐设备，声呐设备返回回放时请求时钟dtr；
步骤s6：lvds接口ⅱ将dtr传递到记录设备，记录设备停止数据传输，lvds接口ⅰ无数据接收，数据组包上网暂停，数据传输至声呐设备暂停。
27.所述lvds接口ⅰ通过转接电缆与声呐设备接收机柜顶部插座相连。
28.所述lvds接口ⅱ通过原电缆或者搭配转接电缆与记录设备相连。
29.而进一步地，如图6所示，转换装置默认给出记录状态电平，使声呐装备信号处理机内接口板lvds一直往外送数；转换装置始终将lvds数据转换为网络数据，输出给改进算法处理平台；转换装置获取到声呐装备记录设备的记录状态后，在进行数据转换的同时，将lvds数据通过自身lvds接口送往声呐装备记录设备，实现记录功能；转换装置获取到声呐装备记录设备的回放状态后，终止默认的记录状态电平，下发回放状态电平，使声呐装备信号处理机进入回放状态（等待接收lvds数据）。然后，将声呐装备记录设备回放的lvds数据一分为二，一路转发给声呐装备信号处理机，一路转换为网络数据，输出给改进算法处理平台。
30.进一步地，如图7所示，转换装置的lvds接口ⅰ与声呐装备信号处理机连接，转换装置的lvds接口ⅱ与声呐装备记录设备连接，转换装置的千兆网接口与改进算法处理平台连接。
31.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。