在海上进行原油传送的油管一般都会受到来往船只的相应破坏，所以在油井附近需要安装上一种可以进行船只监测并且可以实时展开预警的机器具有必要性。在国内外有很多通过运用图像以及视频的基本形式进行舰船的检测，但是功耗以及硬件实现等相关方面都会受到一定制约。因为舰船在实际行驶的时候就会出现辐射噪声，但具有明显的规律，而且在海面上没有船的时候噪声就会小很多，而且属于随机噪声。所以，通过二者之间的区别，能够促进相关函数来提取出目标特征。基于此，本文主要针对海上舰船目标检测预警系统展开以下有关分析和研究。

一、硬件系统的设计

（一）数字处理模块

数字处理模块属于整个系统内部十分核心的一部分，主要承载着数据采集、监测算大以及上位机通讯录等等相关任务。在这一系统内部一般都通过FPGA+DSP的经典搭配模式，其中FPGA主要进行数据的采集，低通滤波以及降采样和北斗模块等相应控制^[1]。而DSP则是展开比较复杂化的算法以及与上位机之间展开数据交换的工作。这样可以通过FPGA展现出自身适合进行逻辑控制的基本特点，也可以使得DSP展现出自身算法的基本优点。在这一系统之中，DSP主要是通过IT公司内部的超低功耗体系之中比较新型的一款芯片TMS320C5535所展开运作。这一芯片自身具有FFT硬件加速器，依照官方的资料数据显示，在实际运算的时间以及功耗这两个基本方面，通过CPU计算出1024点的FFT属于硬件加速器自身进行计算的2-3倍以及4-6倍。这一芯片为了能够真正节省功耗，没有配备数据以及地址的总线，但是为其配置的十分丰富的外设，方便与其他芯片之间展开通信。FPGA通过Actel公司内部的A3P060，具有独特性的熔丝FLASH基本结构，可以有效促进功耗在最大程度上降低。在这一系统之中，DSP以及FPGA通过12师宗县以及GPIO展开数据信息的传递。

（二）模拟信号采集电路

模拟信号的采集芯片选择使用AID公司内部的AD7694.AD7694属于一款16位、250kSPS、电荷再分配等基本特点的模数转换器（ADC），通过2V-5V单电源（VDD）供电。因为舰船自身的辐射噪音基本频率都会在10KHz之下，因此250KSPS的实际采样基本思虑可以真正满足设计的基本要求。实际数字接口属于十分简单的通用性SPI接口，在CNV的上升沿、AD开启转换，CNV高电平可以维持时间的基本需求前提下，就能够促进电平被拉低，在下沿的时候，其实际转换结果需要依照MSB到LSB的基本顺序按照时钟信号SCK输出在SDO信号线之上。AD转变也需要参考相应的电压，主要由ADR54450进行提供。

（三）北斗电源开关的电路设计

DSP和上位机之间的通信主要由北斗模块当作中介来完成，因为这一北斗模块自身的功耗比较大，电流可以达到10A上下，所以只有在实际接受相关命令的时候以及传送结果之时，才可以使得供电开关被打开，因为一些普通的模拟开关芯片基本参数不能够满足基本要求，这里运用PMOS三极管当作主要开关。FPGA利用IO信号SW控制Q2的导通。当SW位于高电平的时候，Q2导通以及Q1基极点平需要控制在0.7V之上，这时候的北斗模块已经着手供电并且展开了相关工作^[2]。当SW处于低点平的时候，那么Q1就会被断开。这时候北斗模块就会处于待机模式。

二、系统软件的设计

（一）舰船基本目标检测的方法以及仿真

国内外有很多由时域、频域以及联合展开分析，实际发展起来的短时傅里叶变换以及小波变换等等，但是实际运算量都很大，其中比较适合在硬件系统内部可以真正实现的方式就是：自相关法。信号的有关函数属于在时间内部逐渐描述出随机过程之中的基本特征。自相关函数属于随机信号处于不同时间段的时候，基本数值之间整体依赖性的一种量度，在统计平均量的时候比较有用。

（二）软件流程

整个软件系统主要通过两个重要部分所组成，DSP软件主要是通过C和汇编这两种语言，这样能够便于对于外设的基本操作，也可以真正促进复杂算法的成功。FPGA通过顶层设计途径，有助于模块进行调试以及参数的修正。软件系统主要包含：系统初始化，需要在各个模块内部设置初始化状态；FPGA完成数据的实施采集以及滤波和降采样；DSP完成舰船进行监测的有关算法；DSP利用北斗模块以及上位机通讯^[3]。

数据实际的处理过程为：FPGA在进行控制AD完成相应采样点进行串并转化以后，逐渐进入到流水线的FIR低通滤波器，滤波器的低通介质频率主要在10KHz，然后将降采样进行输出给DSP。因为系统针对实时基本要求比较高，假如通过CPU进行中断或者是查询的形式，那么DSP执行算法的基本过程就会被不断终止。所以，通过12S总线展开运行的DMA基本模式和FPGA展开数据之间的传递，DMA含义就是直接进行内存访问，旨在不通过由CPU而在内存之中存取的相关信息数据展开交换的基本模式。

结束语：

总而言之，在系统样机实验室内部之上展开电调试，将所有功能都可以调试通过之后，在现场进行试验之后，船只距离浮标相应距离之时，能够监测到船只的实际状态，通过多次的检验和测试，实际监测概率可以达到90%，进而可以满足系统内部技术指标的基本要求。表示海上舰船目标检测预警系统可以在反复测验之后获得成功，能够有效预测相应事件的发生，对于未来行业的发展具有积极促进作用。

参考文献：

[1]李宁阳,王兆晖. 基于近似后验信息的高光谱海上舰船目标检测[J]. 郑州大学学报(理学版),2021,53(01):54-60.

[2]丁蕙. 基于奇异值分解的舰船海上目标检测系统[J]. 舰船科学技术,2020,42(20):49-51.

[3]李志国,姚鹏. 海上舰船目标检测预警系统[J]. 电子设计工程,2014,22(23):87-89.