3 系统软件设计

系统软件设计采用MATLAB-DSP系统级集成环境，即在MATLAB统一环境下完成概念设计、模拟／仿真、目标代码产生、运行和调试。利用MATLAB-DSP系统级开发环境极大节省了消耗在编程和修正错误方面的时间，加快了设计进程。 MATLAB-DSP集成开发环境彻底改变以往的DSP设计方法。在此环境下可完成对目标DSP的操作，包括访问DSP的存储器和寄存器等，利用 MATLAB的强大工具分析和可视化处理DSP存储器的数据，可直接把MATLAB程序生成DSP可执行的目标代码。

通过A／D采集得到的加速度数据首先经快速傅里叶变换变换为频域数据，在频域中二次积分后进行2～30 s的滤波，然后对数据进行快速傅里叶反变换重新得到时域数据，经标度变换后，通过串口输出数据，其处理流程如图7所示。

频域积分是一个非常有用的处理方法。频域二次积分的数值计算公式为：

式中，分别为下限和上限截止频率；X(k)为x(r)的傅里叶变换；△f为频率分辨率。

4 测试结果

实验室使用波浪模拟标定装置标定以TMS320VC5402为处理器的加速度式波浪传感器，标定后的传感器波高测量范围0～20 m、测量误差±(0．3+5％×测量值)m及波浪周期测量范围2～20 s、测量误差±0．5 s，符合波浪浮标行业标准要求。以TMS320VC5402为处理器的加速度式波浪传感器与使用模拟积分器的波浪传感器进行对比测试，图8为装有模拟积分波浪传感器与数值积分波浪传感器的波浪浮标在海上试验时得到的一组数据，从波形上看，采用数值积分的加速度传感器(实线)得到与原先使用模拟积分器的传感器(虚线)较一致的数据。经实验室和现场测试表明：采用TMS320VC5402实现的基于频域积分算法的加速度式波浪传感器的设计可行。

5 结论

这种基于频域数值积分的加速度式波浪传感器调试简单，稳定性高，体积小，已将该加速度式波浪传感器应用于波浪浮标中，替代先前的模拟积分式波浪传感器，测量海浪的波高及波周期。