打樁船自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中聲音控制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

4 控制部分設(shè)計(jì)
為了對(duì)打樁聲進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將該數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件記錄下來(lái)，本計(jì)數(shù)器選擇了STl2C2052AD單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，這是一款具有A／D轉(zhuǎn)換接口、外部中斷請(qǐng)求輸入、增強(qiáng)型異步串口的8051型單片機(jī)，它具有體積小，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)資源非常適合本系統(tǒng)的應(yīng)用。
計(jì)數(shù)控制流程如圖4所示。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)接口的處理，第一路經(jīng)過(guò)線性緩沖器驅(qū)動(dòng)后送入單片機(jī)A／D采樣接口對(duì)聲音波形進(jìn)行采樣以記錄波形的特性。由于打樁聲經(jīng)過(guò)模擬電路的處理后強(qiáng)度要比別的雜聲大，而且其持續(xù)時(shí)間要相對(duì)較長(zhǎng)，因此可以根據(jù)這一特性對(duì)波形進(jìn)行自適應(yīng)識(shí)別。但是船上作業(yè)中會(huì)有臨時(shí)的金屬撞擊聲打破這種特性，因此單獨(dú)的波形識(shí)別是不能保證計(jì)數(shù)的高可靠性的。因此這里設(shè)計(jì)了兩路輸入，另一路經(jīng)過(guò)單穩(wěn)態(tài)去抖濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字計(jì)數(shù)脈沖輸入單片機(jī)中斷輸入請(qǐng)求端進(jìn)行計(jì)數(shù)中斷請(qǐng)求。由于打樁時(shí)打樁聲在時(shí)間上具有一定的周期性，打擊間隔有規(guī)律，因此在處理器內(nèi)部啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)打樁周期進(jìn)行記錄，從周期上來(lái)識(shí)別聲音的真假。這兩路輸入單獨(dú)處理都存在其局限性，但如果將兩路結(jié)合起來(lái)，其中一路對(duì)波形特性進(jìn)行識(shí)別，另一路對(duì)周期進(jìn)行識(shí)別，相輔相成，大大提高了計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確率。

5 結(jié)語(yǔ)
聲音控制、聲音傳感等技術(shù)發(fā)展到今天已有廣泛的應(yīng)用，但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各領(lǐng)域自動(dòng)化程度的提高，要求也在提高。在實(shí)際應(yīng)用中，可控制性、實(shí)現(xiàn)的高精度、高可靠性更成為當(dāng)今的焦點(diǎn)，為了提高系統(tǒng)集成度，往往需要通用的接口與微機(jī)相連。本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際環(huán)境的特性，以模擬電路處理與數(shù)字電路處理及微機(jī)控制相結(jié)合，綜合三者的優(yōu)點(diǎn)，互補(bǔ)三者的缺點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際環(huán)境、樁的不同，手動(dòng)調(diào)節(jié)固定參數(shù)，大大地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，該計(jì)數(shù)系統(tǒng)準(zhǔn)確度達(dá)到98％以上，且非常便于打樁系統(tǒng)的集成，是船舶打樁系統(tǒng)自動(dòng)化控制與測(cè)量系統(tǒng)中的重要組成部分。