【摘要】： 深海以其廣闊的空間、豐富的資源和特殊的政治地位日益成為各國關(guān)注的重要戰(zhàn)略區(qū)域。深海探測,尤其是原位、實(shí)時(shí)、連續(xù)探測,是開展深海研究、在深海競爭中取得優(yōu)勢的關(guān)鍵。目前,大部分深海實(shí)時(shí)、原位探測技術(shù)針對的是海底物理環(huán)境參數(shù),對于海底化學(xué)成分的實(shí)時(shí)、原位分析基本依靠對特定組分的傳感器的開發(fā),非常缺少針對海底多種環(huán)境和多種成分的化學(xué)分析測試手段。 研制一套應(yīng)用于海洋環(huán)境的小型低功耗原位激光拉曼光譜探測的控制系統(tǒng),此控制系統(tǒng)可搭載在水下運(yùn)載器平臺上,可進(jìn)行深海海底多種物質(zhì)化學(xué)成份的原位分析。該控制系統(tǒng)軟件部分通過了兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)和試驗(yàn),第一個(gè)階段是利用淺海和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行軟件試驗(yàn)和性能測試,第二個(gè)階段利用自容式激光拉曼光譜控制系統(tǒng)進(jìn)行深海探測試驗(yàn)。本論文首先介紹了選題的背景和意義,然后介紹了激光拉曼探測原理,并分階段介紹了淺海和深海的軟硬件設(shè)計(jì)。作者的主要工作包括:①淺海試驗(yàn)樣機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);②深海自容式系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃。 在淺海試驗(yàn)階段,該控制系統(tǒng)分為水上甲板控制子系統(tǒng)和水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)兩部分。水上甲板控制子系統(tǒng)通過8芯電纜和水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)相連,通過RS485總線實(shí)現(xiàn)對水下部分的監(jiān)測和控制,通信協(xié)議基于MODBUS;水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)以PC104計(jì)算機(jī)為平臺,用MSP430單片機(jī)進(jìn)行輔助控制,利用溫濕度傳感器進(jìn)行艙體內(nèi)溫濕度的監(jiān)控,整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)基于C#。淺海試驗(yàn)表明,該系統(tǒng)能夠滿足水下激光拉曼光譜探測的控制和通訊要求,實(shí)現(xiàn)水下化學(xué)成分的原位測量。 在淺海試驗(yàn)樣機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,參與了深海探測控制系統(tǒng)自容式設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃,其軟件的整體設(shè)計(jì)沿襲了淺海樣機(jī)軟件設(shè)計(jì)框架。 論文主要包括以下內(nèi)容: (1)水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)硬件平臺的搭建以及PC104計(jì)算機(jī)激光拉曼光譜采集軟件的開發(fā); (2)單片機(jī)輔助系統(tǒng)和溫濕度信號采集系統(tǒng)的軟硬件平臺的搭建; (3)水上甲板控制子系統(tǒng)軟件的開發(fā)。 在深海自容式系統(tǒng)本文主要介紹了: (1)水下自容式系統(tǒng)硬件平臺的搭建以及PC104計(jì)算機(jī)激光拉曼光譜采集和深海圖像采集軟件的開發(fā); (2)單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件平臺的搭建; (3) PC104計(jì)算機(jī)中文件的操作,以及對單片機(jī)任務(wù)包進(jìn)行管理的上位機(jī)軟件的開發(fā)。
【圖文】：

[5]。DORISS系統(tǒng)分為三個(gè)耐高壓密封艙，分別為：分光系統(tǒng)艙(如圖1-1所示)、發(fā)射系統(tǒng)艙(如圖1-2所示)和光學(xué)探頭艙(如圖1-3所示)。主要元件有：100mw、532nmNd:YAG 激光器，Kaiser HoloSpec f/1.8i 光譜儀和Andor 2048 ×512像素CCD[5]。圖1-1 分光系統(tǒng)艙2國家 863 計(jì)劃課題(2006AA09Z243)申請書

3圖1-2 發(fā)射系統(tǒng)艙圖1-3 光學(xué)探頭艙2004年，，DORISS系統(tǒng)經(jīng)過海試后，在2700m深海熱液噴口附近成功獲得光譜數(shù)據(jù)。后又經(jīng)過多次深海實(shí)驗(yàn)，DORISS在深海3600m、1.6℃條件下取得了較為理想的結(jié)果[6]。歐洲近年來也在進(jìn)行這方面的研究，并于波羅的海完成淺海激光拉曼樣機(jī)性能測試，深海激光拉曼樣機(jī)目前正在研制中[7]。我國在深海原位探測領(lǐng)域起步較晚，與發(fā)達(dá)國家差距較大。國家為了填補(bǔ)在深海原位探測領(lǐng)域的空白，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，于2006年底啟動(dòng)了國家863課題“深海原位激光拉曼光譜系統(tǒng)”的研究
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P714.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 裴昊;QE65000控制平臺開發(fā)與功能擴(kuò)展[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 王書根;基于Modbus協(xié)議的二級網(wǎng)絡(luò)門禁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號：2633556