【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(tái)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(shí)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(yàn)平臺(tái)。本文結(jié)合課題的來源背景,認(rèn)真分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套近海水下探測取樣裝備測控平臺(tái)。該測控平臺(tái)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(yàn)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(gè)系統(tǒng)供電,地面監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對地面設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控,淺水試驗(yàn)場水下系統(tǒng)完成了電壓、電流和視頻實(shí)時(shí)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(jì)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(biāo)確定了系統(tǒng)的總體方案,并將其分為多個(gè)子方案進(jìn)行設(shè)計(jì);其次詳細(xì)地介紹了水下電源測控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),硬件部分以STM32微處理器為核心,設(shè)計(jì)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(hào)采集;然后介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),該部分分為嵌入式軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì),基于嵌入式軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了水下電源測控系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的采集和遠(yuǎn)程通信;并通過上位機(jī)軟件完成對參數(shù)及視頻的顯示,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能;最后詳細(xì)介紹了整個(gè)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(tái),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(tái)可以穩(wěn)定可靠地工作,整套測控平臺(tái)后期將進(jìn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P715
【圖文】：

第 3 章 系統(tǒng)總體組成和測控方案設(shè)計(jì)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(tái)與淺水試驗(yàn)場”項(xiàng)目中的一部分，本文將依據(jù)課題任務(wù)書的要求設(shè)計(jì)水下探測取樣裝備測控平臺(tái)與淺水試驗(yàn)場的整個(gè)系統(tǒng)測控方案。淺水試驗(yàn)場水下測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與水下通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇有著密不可分的聯(lián)系，而系統(tǒng)測控平臺(tái)的設(shè)計(jì)的好壞將直接影響著項(xiàng)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(tái)與淺水試驗(yàn)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(tái)系統(tǒng)、淺水試驗(yàn)場的水下電源系統(tǒng)以及水下監(jiān)控系統(tǒng)共 7 個(gè)子系統(tǒng)，光電纜模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測量取樣裝備抗光衰的能力，高壓供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為整個(gè)系統(tǒng)供電，地面監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控地面情況，探測取樣測控平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)取樣裝備的功能性測試，淺水試驗(yàn)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(yàn)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(tái)與淺水試驗(yàn)場系統(tǒng)方案如圖 3.1所示。

球型攝像頭的安裝； 臨時(shí)試驗(yàn)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(jī)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)各種集成信息的遠(yuǎn)程顯示與控制； 實(shí)驗(yàn)室到淺水試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)3.3.1 水下探測取樣裝備測控平臺(tái)方案設(shè)計(jì)水下探測取樣裝備測控平臺(tái)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(yàn)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(shí)，監(jiān)控視頻/測控信號(hào)通過光電復(fù)合纜或者同軸纜傳輸至地面實(shí)驗(yàn)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(tái)（地面實(shí)驗(yàn)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(tái)、以及鹽霧、高低溫、振動(dòng)等測試儀器等。

圖 3.4 直流動(dòng)力電流動(dòng)力電：在交流動(dòng)力電的面板上設(shè)置有五個(gè)按鈕，分別是啟動(dòng)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(dòng)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(jìn)行同時(shí)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(jìn)行對儀表參數(shù)的設(shè)置，能夠很靈活達(dá)到用戶的線高壓絕緣監(jiān)測儀則可以實(shí)現(xiàn)絕緣在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測和顯示。滿足項(xiàng)目的需求。如圖 3.5 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;多協(xié)議測控平臺(tái)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(tái)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(tái)改造傳統(tǒng)測控儀器[J];國內(nèi)外機(jī)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(tái)改造傳統(tǒng)測控儀器[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2001年05期

5 薛貴軍;一種新的測控平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];自動(dòng)化儀表;2004年05期

6 查美生,陳實(shí),沈健,韋源;基于LabVIEW和PXI的測控平臺(tái)[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(tái)的圓度儀的研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2001年S1期

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

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

10 王宗偉,姚伯威;一種嵌入式遠(yuǎn)程測控平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J];中國測試技術(shù);2005年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 王武;董海鷹;;高級(jí)過程控制測控平臺(tái)的開發(fā)研究[A];全國先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨制造業(yè)自動(dòng)化、信息化技術(shù)研討會(huì)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(tái)的圓度儀的研究[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2001年

3 李正美;鄒遠(yuǎn)文;李晉川;黃學(xué)進(jìn);樊瑜波;;虛擬儀器測控平臺(tái)在細(xì)胞力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'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(tái)IBE身份認(rèn)證設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2010中國儀器儀表學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)大會(huì)（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(tái)的設(shè)計(jì)[A];廣州市儀器儀表學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

6 姚乃明;謝吉慧;劉暢;龔U

本文編號(hào)：2745726