【摘要】：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，氣候條件越來越惡劣，各種氣象災(zāi)害頻發(fā)，而海洋與大氣是密不可分的，為了更好的了解氣象，需要更好的了解海洋。海洋監(jiān)測技術(shù)是認(rèn)識研究海洋、開發(fā)利用海洋的基礎(chǔ)，是開發(fā)海洋的技術(shù)支撐，是研究海氣相互作用的基礎(chǔ)，是海上安全保障的第一需要，為了保衛(wèi)本國的海洋權(quán)益，迫切需要大力發(fā)展海洋監(jiān)測技術(shù)，提高海上防御力量。在海洋監(jiān)測中，海洋儀器設(shè)備是人類認(rèn)識海洋、開發(fā)利用海洋資源和保護(hù)海洋環(huán)境的重要技術(shù)手段。其中海洋資料浮標(biāo)是海洋監(jiān)測的主要手段之一。 本文依托海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目—海洋維權(quán)執(zhí)法目標(biāo)探測識別與信息傳輸技術(shù)應(yīng)用研究及示范中的子任務(wù)。該項目利用在我國已業(yè)務(wù)化運行的10m大型水文氣象資料浮標(biāo)上加裝聲陣列探測系統(tǒng)、全景視頻探測系統(tǒng)，對海上的侵權(quán)目標(biāo)船只進(jìn)行探測與識別，通過高速衛(wèi)星將獲取的海上資料實時傳輸?shù)桨渡辖邮諜C(jī)。浮標(biāo)岸站接收系統(tǒng)是整個浮標(biāo)系統(tǒng)最后一個重要環(huán)節(jié)，最終的聲陣列、聲指紋、氣象、水文等資料都要通過接收岸站處理出來，由岸站負(fù)責(zé)浮標(biāo)發(fā)送數(shù)據(jù)的接收、處理、顯示、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，可及時了解浮標(biāo)的動態(tài)信息，并使有關(guān)氣象、水文資料得到有效的利用。 本文主要完成了浮標(biāo)岸站接收系統(tǒng)的設(shè)計及測試，經(jīng)過為期10天的實際聯(lián)合調(diào)試后岸站接收系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定得接收數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)基于高速海事衛(wèi)星BGAN通訊系統(tǒng)，通過Internet網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲和處理。軟件采用模塊化設(shè)計，在微軟架構(gòu)下前臺采用功能強(qiáng)大的Visual C++語言，充分利用其面向?qū)ο缶幊痰奶攸c，開發(fā)出友好的人機(jī)界面。使用基于客戶端/服務(wù)器模式的多線程Socket（套接字）網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，按照協(xié)商的通信協(xié)議，使岸站系統(tǒng)能同時與浮標(biāo)主機(jī)、聲陣列模塊和聲指紋模塊的采集終端分別進(jìn)行通信，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和處理的實時性，而且極大的提高了系統(tǒng)的整體性能。配合簡單靈活的ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，使用完善、成熟的SQL Server2005數(shù)據(jù)庫長期可靠的存儲數(shù)據(jù)。 為保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性，需要對軟件進(jìn)行測試。浮標(biāo)每半小時會將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給岸站，由于現(xiàn)有的TCPUDP測試工具沒有自動發(fā)送功能，為了能模擬浮標(biāo)連續(xù)發(fā)送的功能，本文根據(jù)現(xiàn)有的TCPUDP網(wǎng)絡(luò)測試工具，通過控制外部軟件中的控件的方法，編寫了適合本系統(tǒng)的能夠控制TCPUDP測試工具的小軟件，最終使TCPUDP測試工具能模擬浮標(biāo)的整個發(fā)送過程，實現(xiàn)了對軟件的測試。 目前該軟件已經(jīng)編寫和測試完畢。實驗室實驗及實際聯(lián)合調(diào)試證明本岸站接收系統(tǒng)能夠接收處理顯示數(shù)據(jù)，儲存接收全部的數(shù)據(jù)，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫長期存儲數(shù)據(jù)。而且實現(xiàn)了岸站接收系統(tǒng)對浮標(biāo)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，即數(shù)據(jù)能夠雙向通訊，可隨時根據(jù)需要調(diào)整浮標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置（包括采樣周期、參數(shù)設(shè)置等）。本系統(tǒng)最終可以實現(xiàn)浮標(biāo)主機(jī)數(shù)據(jù)的顯示、存儲、查看等多項功能，可以接收聲陣列、聲指紋數(shù)據(jù)，達(dá)到項目要求的監(jiān)測目的。
【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】：2013
【分類號】：P715.2;TP274
【圖文】：

圖 1-1 浮標(biāo)系統(tǒng)整體框圖表層大型浮標(biāo)包含有組合電源供給系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集成處理系統(tǒng)、浮標(biāo)安全監(jiān)控系統(tǒng)（包括：GPS 定位、艙溫、艙進(jìn)水、艙門開、錨燈、雷達(dá)反射器）、水文氣象（包含風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、波高、波向、波周期、表層水溫等參數(shù)）觀測系統(tǒng)、全天候海面圖像采集系統(tǒng)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等 5 個子系統(tǒng)，同時在浮標(biāo)底部安裝有通訊電纜，可與水下聲陣列浮標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸并通過該電纜為水下浮標(biāo)提供電源。水下聲陣列浮標(biāo)包含有聲陣列目標(biāo)探測識別系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、與水面浮標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊接口等 3 個部分組成。雙層錨系包含有水面大型浮標(biāo)與水下聲陣列浮標(biāo)之間的連接、水下聲陣列浮標(biāo)單點系留錨系。其中表層大型浮標(biāo)和水下聲陣列浮標(biāo)及錨系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示：

圖 1-2 海上浮標(biāo)系統(tǒng)框圖采集系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范完成數(shù)據(jù)采集、處的聲識別和聲指紋數(shù)據(jù)，然后通過高速衛(wèi)站接收并處理后，以報文的形式通過因特心將各浮標(biāo)信號的報文數(shù)據(jù)整理后形成相站接收系統(tǒng)軟件的編寫。部分即浮標(biāo)信息采集系統(tǒng)，在浮標(biāo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)，采集器連接起來。浮標(biāo)系統(tǒng)主機(jī)具有最高器的參數(shù)數(shù)據(jù)，各前端采集器也可以主動統(tǒng)主機(jī)在收集到相關(guān)數(shù)據(jù)后，根據(jù)相關(guān)規(guī)還可以接收岸站的遠(yuǎn)程控制指令，對浮標(biāo)和控制。組合電源供給系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集成處理系統(tǒng)、

圖 1-3 基于 CAN 總線的浮標(biāo)信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖浮標(biāo)體結(jié)構(gòu)采用我國成熟的 10m 海洋資料浮標(biāo)殼體技術(shù)求，對浮標(biāo)體進(jìn)行相應(yīng)的改造設(shè)計。經(jīng)過改造后的大浮型高 2.2m。上體為圓柱體，下體為截圓錐體，底板直徑統(tǒng)數(shù)據(jù)集成傳輸技術(shù)采用基于嵌入式技術(shù)、CAN 總線技耗單片機(jī)；具有開放式系統(tǒng)平臺、可智能擴(kuò)展、可維護(hù)性特點。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于我國的大型資料浮標(biāo)上。針對統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)仍采用上述基于 CAN 總線的分布式數(shù)據(jù)采加一種支持以太網(wǎng)絡(luò)的前置采集器，用于處理圖像、水聲信息。件系統(tǒng)基于 ARM-Cotex3 開發(fā)，軟件基于嵌入式操作系以太網(wǎng)絡(luò)的前置采集器基于 FPGA 實現(xiàn)，實現(xiàn)高可靠性，理板。信方面浮標(biāo)信息采集系統(tǒng)主機(jī)采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一個衛(wèi)星通信，另一個以太網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)采集圖像和水聲數(shù)據(jù)

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6 潮群;基于μcosⅢ的嵌入式以太網(wǎng)在海洋維權(quán)執(zhí)法浮標(biāo)上的實現(xiàn)[D];中國海洋大學(xué);2013年

7 李水田;郴煙卷包車間數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

8 李奮和;基于S3C2410的嵌入式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端的設(shè)計[D];昆明理工大學(xué);2010年

9 花金磊;基于WiFi的數(shù)據(jù)采集終端的實現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2012年

10 余筱;基于ARM的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：2758018