【摘要】：如今,世界各國都在關(guān)注海洋資源及海洋科學(xué),并相繼在海洋地區(qū)展開廣泛的科學(xué)研究,而在深海研究方面,如何開發(fā)出一套近海水下探測取樣裝備測控平臺成為最大的突破口,能夠模擬深海測試環(huán)境,并能夠在短時間內(nèi)完成取樣裝備的性能測試,為深海技術(shù)的研發(fā)提供可靠的試驗平臺。本文結(jié)合課題的來源背景,認真分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,設(shè)計并實現(xiàn)了一套近海水下探測取樣裝備測控平臺。該測控平臺由萬米光電纜模擬系統(tǒng)、高壓供電系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、淺水試驗場水下系統(tǒng)等四部分組成。光電纜模擬系統(tǒng)完成取樣裝備的抗光衰能力測試,高壓供電系統(tǒng)為整個系統(tǒng)供電,地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對地面設(shè)備的遠程監(jiān)控,淺水試驗場水下系統(tǒng)完成了電壓、電流和視頻實時監(jiān)測。本文的主要內(nèi)容由系統(tǒng)相關(guān)原理介紹、系統(tǒng)總體組成及測控方案設(shè)計、系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計和系統(tǒng)整體調(diào)試五部分組成。首先根據(jù)課題的應(yīng)用目標確定了系統(tǒng)的總體方案,并將其分為多個子方案進行設(shè)計;其次詳細地介紹了水下電源測控系統(tǒng)的硬件設(shè)計,硬件部分以STM32微處理器為核心,設(shè)計了兩塊基于CAN通信的主從電路板,完成電壓輸出控制及電壓、電流信號采集;然后介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計,該部分分為嵌入式軟件設(shè)計和上位機軟件設(shè)計,基于嵌入式軟件設(shè)計實現(xiàn)了水下電源測控系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的采集和遠程通信;并通過上位機軟件完成對參數(shù)及視頻的顯示,實現(xiàn)人機交互功能;最后詳細介紹了整個系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試。本文研制的近海水下探測取樣裝備的測控平臺,已經(jīng)在國家海洋局第二海洋研究所基地舟山長峙島完成了整體聯(lián)調(diào),調(diào)試結(jié)果表明該測控平臺可以穩(wěn)定可靠地工作,整套測控平臺后期將進行近海測試。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P715
【圖文】：

第 3 章 系統(tǒng)總體組成和測控方案設(shè)計由緒論章節(jié)可知本課題源于國家海洋局第二海洋研究所橫向課題“水下探測取樣裝備測控平臺與淺水試驗場”項目中的一部分，本文將依據(jù)課題任務(wù)書的要求設(shè)計水下探測取樣裝備測控平臺與淺水試驗場的整個系統(tǒng)測控方案。淺水試驗場水下測控系統(tǒng)的設(shè)計與水下通信系統(tǒng)的設(shè)計和選擇有著密不可分的聯(lián)系，而系統(tǒng)測控平臺的設(shè)計的好壞將直接影響著項目的成功與否。3.1 系統(tǒng)總體組成水下探測取樣裝備測控平臺與淺水試驗場的系統(tǒng)主要包括萬米光電纜模擬系統(tǒng)、高壓供電系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、探測取樣測控平臺系統(tǒng)、淺水試驗場的水下電源系統(tǒng)以及水下監(jiān)控系統(tǒng)共 7 個子系統(tǒng)，光電纜模擬系統(tǒng)實現(xiàn)測量取樣裝備抗光衰的能力，高壓供電系統(tǒng)實現(xiàn)為整個系統(tǒng)供電，地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控地面情況，探測取樣測控平臺系統(tǒng)實現(xiàn)取樣裝備的功能性測試，淺水試驗場的水下電源系統(tǒng)以及水下監(jiān)控系統(tǒng)輔助建立淺水試驗場，完成深海探測取樣裝備的淺水環(huán)境的測試。水下探測取樣裝備測控平臺與淺水試驗場系統(tǒng)方案如圖 3.1所示。

球型攝像頭的安裝； 臨時試驗設(shè)備的安全監(jiān)控，包括水下燈與攝像頭的安裝與數(shù)據(jù)傳輸； 編寫上位機監(jiān)控軟件，實現(xiàn)各種集成信息的遠程顯示與控制； 實驗室到淺水試驗接駁子系統(tǒng)連接預(yù)置纜：1 條 4 光 6 電鎧裝光電復(fù)合纜、1 條直徑不小于 20mm的 8 芯包塑通訊電纜、1 條直徑不小于 20mm 的三芯高壓電纜、2 條 8芯標準網(wǎng)線、2 條雙芯單模光纖、備用的平衡型和不平衡芯同軸纜（CTD 纜）各 1條；3.3 系統(tǒng)測控方案設(shè)計3.3.1 水下探測取樣裝備測控平臺方案設(shè)計水下探測取樣裝備測控平臺主要功能為完成深海裝備研制模擬作業(yè)測試，其整體組成結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示。其中，試驗裝備借助行吊和承重頭置入水池中模擬水下工作情況，同時，監(jiān)控視頻/測控信號通過光電復(fù)合纜或者同軸纜傳輸至地面實驗室，從而完成對船上操作間工作情況的模擬。水下探測取樣裝備測控平臺（地面實驗室）主要包括直流供電柜、交流供電柜、同軸纜模擬系統(tǒng)、光纜模擬系統(tǒng)、多功能操作臺、以及鹽霧、高低溫、振動等測試儀器等。

圖 3.4 直流動力電流動力電：在交流動力電的面板上設(shè)置有五個按鈕，分別是啟動按鈕、電源按鈕、停止按鈕以及故障指示燈等，能夠通過燈光判斷交流動力電是否正常的工作內(nèi)部主要配有電源控制單元、RS485 通信接口、LED 顯示儀表以及面板帶有編高壓絕緣監(jiān)測儀等功能。其中電源的控制單元是對輸入的電壓、電流參數(shù)進行同時能夠在儀表上顯示這些參數(shù)；LED顯示儀表能夠查看和測量電網(wǎng)系統(tǒng)的信息主要是用戶可以通過這些按鍵進行對儀表參數(shù)的設(shè)置，能夠很靈活達到用戶的線高壓絕緣監(jiān)測儀則可以實現(xiàn)絕緣在線的實時監(jiān)測和顯示。滿足項目的需求。如圖 3.5 所示。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;多協(xié)議測控平臺在上海研制成功[J];中國醫(yī)院建筑與裝備;2005年01期

2 玄兆燕,劉云;利用虛擬測控平臺改造傳統(tǒng)測控儀器[J];國外電子測量技術(shù);2002年01期

3 玄兆燕;劉云;;利用虛擬測控平臺改造傳統(tǒng)測控儀器[J];國內(nèi)外機電一體化技術(shù);2002年06期

4 玄兆燕,劉云;利用虛擬測控平臺改造傳統(tǒng)測控儀器[J];儀器儀表標準化與計量;2001年05期

5 薛貴軍;一種新的測控平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J];自動化儀表;2004年05期

6 查美生,陳實,沈健,韋源;基于LabVIEW和PXI的測控平臺[J];今日電子;2002年11期

7 玄兆燕,常秀輝,段潤保,孫新民;基于虛擬測控平臺的圓度儀的研究[J];儀器儀表學(xué)報;2001年S1期

8 包海兵;;智能變電站新型通用保護測控平臺研制[J];硅谷;2014年24期

9 江小霞;林少芬;陳僅星;;工程機械液壓系統(tǒng)測控平臺設(shè)計[J];上海海事大學(xué)學(xué)報;2008年03期

10 王宗偉,姚伯威;一種嵌入式遠程測控平臺的設(shè)計和實現(xiàn)[J];中國測試技術(shù);2005年03期

相關(guān)會議論文 前7條

1 王武;董海鷹;;高級過程控制測控平臺的開發(fā)研究[A];全國先進制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動化、信息化技術(shù)研討會論文集[C];2005年

2 玄兆燕;常秀輝;段潤保;孫新民;;基于虛擬測控平臺的圓度儀的研究[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

3 李正美;鄒遠文;李晉川;黃學(xué)進;樊瑜波;;虛擬儀器測控平臺在細胞力學(xué)實驗中的應(yīng)用[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

4 袁明山;劉桂雄;徐欽桂;;網(wǎng)絡(luò)化虛擬測控平臺IBE身份認證設(shè)計與實現(xiàn)[A];2010中國儀器儀表學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)大會（論文集1）[C];2010年

5 張昱;魯華斌;;基于模糊PID和前反饋控制的PCR溫度測控平臺的設(shè)計[A];廣州市儀器儀表學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

6 姚乃明;謝吉慧;劉暢;龔U

本文編號：2745726