打樁船自動測量系統(tǒng)中聲音控制計數(shù)器的設(shè)計

4 控制部分設(shè)計
為了對打樁聲進行計數(shù)，并將該數(shù)據(jù)上傳到上位機數(shù)據(jù)庫管理軟件記錄下來，本計數(shù)器選擇了STl2C2052AD單片機作為系統(tǒng)控制器，這是一款具有A／D轉(zhuǎn)換接口、外部中斷請求輸入、增強型異步串口的8051型單片機，它具有體積小，價格低廉的優(yōu)點，同時資源非常適合本系統(tǒng)的應用。
計數(shù)控制流程如圖4所示。模擬信號經(jīng)過模數(shù)接口的處理，第一路經(jīng)過線性緩沖器驅(qū)動后送入單片機A／D采樣接口對聲音波形進行采樣以記錄波形的特性。由于打樁聲經(jīng)過模擬電路的處理后強度要比別的雜聲大，而且其持續(xù)時間要相對較長，因此可以根據(jù)這一特性對波形進行自適應識別。但是船上作業(yè)中會有臨時的金屬撞擊聲打破這種特性，因此單獨的波形識別是不能保證計數(shù)的高可靠性的。因此這里設(shè)計了兩路輸入，另一路經(jīng)過單穩(wěn)態(tài)去抖濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字計數(shù)脈沖輸入單片機中斷輸入請求端進行計數(shù)中斷請求。由于打樁時打樁聲在時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)部啟動定時器對打樁周期進行記錄，從周期上來識別聲音的真假。這兩路輸入單獨處理都存在其局限性，但如果將兩路結(jié)合起來，其中一路對波形特性進行識別，另一路對周期進行識別，相輔相成，大大提高了計數(shù)的準確率。

5 結(jié)語
聲音控制、聲音傳感等技術(shù)發(fā)展到今天已有廣泛的應用，但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各領(lǐng)域自動化程度的提高，要求也在提高。在實際應用中，可控制性、實現(xiàn)的高精度、高可靠性更成為當今的焦點，為了提高系統(tǒng)集成度，往往需要通用的接口與微機相連。本設(shè)計根據(jù)實際環(huán)境的特性，以模擬電路處理與數(shù)字電路處理及微機控制相結(jié)合，綜合三者的優(yōu)點，互補三者的缺點，并根據(jù)實際環(huán)境、樁的不同，手動調(diào)節(jié)固定參數(shù)，大大地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準確度。經(jīng)過實際應用，該計數(shù)系統(tǒng)準確度達到98％以上，且非常便于打樁系統(tǒng)的集成，是船舶打樁系統(tǒng)自動化控制與測量系統(tǒng)中的重要組成部分。