【摘要】：海洋浮標(biāo)是一種能夠自動(dòng)采集海洋環(huán)境信息的探測(cè)平臺(tái),它具有全天候、長(zhǎng)期連續(xù)、定點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的特點(diǎn),是無(wú)可替代的現(xiàn)代海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。本課題設(shè)計(jì)了一種浮標(biāo)微系統(tǒng),對(duì)浮標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和集成,保證系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)采集水下信息,實(shí)現(xiàn)區(qū)域海洋環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)。論文首先根據(jù)浮標(biāo)中各模塊功能對(duì)其在浮標(biāo)中的布局進(jìn)行設(shè)計(jì),之后選取了三種不同浮標(biāo)外形通過(guò)AYSYS下的AQWA模塊進(jìn)行了水動(dòng)力學(xué)的仿真,通過(guò)調(diào)整浮標(biāo)重心,進(jìn)一步提高穩(wěn)定性。為了研究浮標(biāo)從高空入水時(shí)各模塊所受的影響,通過(guò)LS-DYNA模塊對(duì)浮標(biāo)入水時(shí)各部分所受的沖擊力進(jìn)行顯示動(dòng)力學(xué)仿真,通過(guò)添加整流罩的方式改善了入水的安全性。針對(duì)水下信息的探測(cè)需求,本文設(shè)計(jì)了包括水下采集系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體方案。水下采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了水聽(tīng)器及TMR磁傳感器接口電路的集成,通過(guò)24位的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)AD7175-8實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換�；贛SP430的定位系統(tǒng)集成了加速度傳感器和GPS模塊,用來(lái)檢測(cè)浮標(biāo)的位置和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。實(shí)現(xiàn)了傳感器模塊的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)并將采集到的信號(hào)通過(guò)串口上傳。基于Freertos的存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了SD卡的掛載與驅(qū)動(dòng),該系統(tǒng)通過(guò)spi總線驅(qū)動(dòng)并讀取AD7175-8轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù),通過(guò)串口接收定位系統(tǒng)上傳的信息并實(shí)現(xiàn)了各類信息的存儲(chǔ)。最后,論文給出了各模塊功能測(cè)試的過(guò)程,測(cè)試結(jié)果表明,系統(tǒng)各模塊均滿足設(shè)計(jì)需求,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水下信息和浮標(biāo)狀態(tài)信息的有效采集,具有良好的穩(wěn)定性。
【圖文】：

浮標(biāo)水動(dòng)力學(xué)仿真步驟使用AQWA模塊進(jìn)行有限元建模時(shí)

浮標(biāo)入水沖擊仿真步驟
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P715.2

【參考文獻(xiàn)】

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6 趙聰蛟;周燕;;國(guó)內(nèi)海洋浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究概況[J];海洋開(kāi)發(fā)與管理;2013年11期

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2 劉曉;基于CAN總線的海洋維權(quán)執(zhí)法浮標(biāo)的信息采集系統(tǒng)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2013年

3 饒咬成;海權(quán)與中國(guó)石油安全[D];華中師范大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：2687541