打樁船自動測量系統中聲音控制計數器的設計

4 控制部分設計
為了對打樁聲進行計數，并將該數據上傳到上位機數據庫管理軟件記錄下來，本計數器選擇了STl2C2052AD單片機作為系統控制器，這是一款具有A／D轉換接口、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，價格低廉的優點，同時資源非常適合本系統的應用。
計數控制流程如圖4所示。模擬信號經過模數接口的處理，第一路經過線性緩沖器驅動后送入單片機A／D采樣接口對聲音波形進行采樣以記錄波形的特性。由于打樁聲經過模擬電路的處理后強度要比別的雜聲大，而且其持續時間要相對較長，因此可以根據這一特性對波形進行自適應識別。但是船上作業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的高可靠性的。因此這里設計了兩路輸入，另一路經過單穩態去抖濾波后轉換成數字計數脈沖輸入單片機中斷輸入請求端進行計數中斷請求。由于打樁時打樁聲在時間上具有一定的周期性，打擊間隔有規律，因此在處理器內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，大大提高了計數的準確率。

5 結語
聲音控制、聲音傳感等技術發展到今天已有廣泛的應用，但隨著電子技術的飛速發展，各領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、實現的高精度、高可靠性更成為當今的焦點，為了提高系統集成度，往往需要通用的接口與微機相連。本設計根據實際環境的特性，以模擬電路處理與數字電路處理及微機控制相結合，綜合三者的優點，互補三者的缺點，并根據實際環境、樁的不同，手動調節固定參數，大大地保證了系統的穩定性與準確度。經過實際應用，該計數系統準確度達到98％以上，且非常便于打樁系統的集成，是船舶打樁系統自動化控制與測量系統中的重要組成部分。