【摘要】：本文主要介紹了基于雷達(dá)液位傳感器的海洋水位觀測系統(tǒng)的構(gòu)建。文章首先介紹了海洋潮汐現(xiàn)象,并結(jié)合實(shí)際情況介紹了潮位觀測對于經(jīng)濟(jì)建設(shè)及自然災(zāi)害預(yù)防的重要的意義。文中介紹了目前常見的潮位觀測技術(shù)的測量原理,以及各種觀測技術(shù)自身的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了雷達(dá)液位測量的原理與雷達(dá)液位測量技術(shù)應(yīng)用于海洋潮位觀測的可行性。本文基于ST公司的STM32F103處理器,設(shè)計(jì)了一型雷達(dá)水位數(shù)據(jù)采集裝置。主要實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)液位傳感器獲得的水位數(shù)據(jù)的采集,處理與存儲(chǔ)�？紤]了多種適用于海洋觀測領(lǐng)域的雷達(dá)水位傳感器的不同接口方式所造成的兼容性問題�？紤]了對水位觀測數(shù)據(jù)誤差的修正與噪聲的處理�？紤]了系統(tǒng)的可靠性問題,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。在硬件電路設(shè)計(jì)部分,完成了以STM32F103處理器為核心的雷達(dá)水位數(shù)據(jù)采集裝置的電路設(shè)計(jì),完成了多種雷達(dá)液位傳感器接口電路的設(shè)計(jì)工作,主要實(shí)現(xiàn)了SDI-12,RS-232/RS-485,模擬量4-20mA的硬件電氣接口。重點(diǎn)介紹了SDI-12總線協(xié)議的框架結(jié)構(gòu)與在本系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法。在軟件設(shè)計(jì)部分,本文研究了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅲ的性能特點(diǎn)與運(yùn)行機(jī)制。完成了μC/OS-Ⅲ在處理器STM32F103上的移植。結(jié)合μC/OS-Ⅲ的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與觀測系統(tǒng)性能要求,對系統(tǒng)的軟件運(yùn)行方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。完成了多種傳感器接口程序與其他功能模塊程序的設(shè)計(jì)�；诙嗄晁挥^測的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與雷達(dá)液位傳感器自身特點(diǎn),研究海洋潮位觀測數(shù)據(jù)的噪聲消除方法,提出針對不同噪聲種類的解決辦法。對水位觀測系統(tǒng)采取了計(jì)量檢定與現(xiàn)場測試相結(jié)合的方法,驗(yàn)證系統(tǒng)的有效性與可靠性,并檢驗(yàn)相應(yīng)的潮位數(shù)據(jù)噪聲濾除方法的實(shí)際效果。
【學(xué)位授予單位】：國家海洋技術(shù)中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P716.1
【圖文】：

背景汐現(xiàn)象代中國，沿海勞動(dòng)人民一般將在白天發(fā)生的海水漲落過程稱之為潮,海水漲落過程稱之為汐。白天與夜晚的海水漲落過程被合起來稱作充的《論衡》一書中更是指出了潮汐和月亮間“隨月盛衰”的依賴則有記載古羅馬帝國在征服英倫三島時(shí)期首次注意到海洋的潮汐現(xiàn)對于潮汐的研究開始于 17 世紀(jì)，牛頓基于萬有引力定律，解釋了在著作《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，牛頓提出了理想條件下的地球平衡潮理論模型，也可以稱之為潮汐靜理論[3]。牛頓認(rèn)為潮汐現(xiàn)象下形成的天體引潮力所引發(fā)的自然現(xiàn)象。地球因自轉(zhuǎn)與受引潮力作發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，造成了潮汐的周期性漲落。牛頓的這一理論解釋了一天之內(nèi)各發(fā)生兩次高低潮的原因，也解釋了一些地方潮汐日不等

要綜合考慮各因素的影響。杭州灣為例，杭州灣地理情況特殊，入海口處呈喇叭形。由海到內(nèi)，水小，造成了潮汐發(fā)生時(shí)，潮波能量的匯聚，產(chǎn)生特大潮差[7]。類似的由產(chǎn)生大潮差的海灣還有北美芬迪灣，韓國仁川港等。其中北美芬迪灣保潮差（19.6m）的記錄[8]。 水位觀測的意義洋水位觀測，一般也可以稱之為驗(yàn)潮。水位觀測的主要目的是通過技術(shù)洋潮汐變化及在自然災(zāi)害下水位異常變化的一手現(xiàn)場資料。海洋水位觀，掌握海洋規(guī)律的一項(xiàng)最基本的工作。洋水位觀測對沿海地區(qū)正常的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)建設(shè)工作有重要的意義。為沿岸，船舶正常通航與靠泊等活動(dòng)的安全進(jìn)行提供了保障。洋水位觀測對地區(qū)科學(xué)研究，人類生存發(fā)展，環(huán)境保護(hù)都有著重要的意候變暖為例，下圖為我國近幾十年，海平面變化趨勢圖，海平面上升速快，體現(xiàn)了加強(qiáng)控制溫室效應(yīng)的重要性,也為沿海低地經(jīng)濟(jì)建設(shè)拉響了警

第一章 緒論與分析對于降低災(zāi)害造成的國民經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡有著重要的作用。暴潮是嚴(yán)重危害沿海地區(qū)正常經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)的災(zāi)害之一。當(dāng)臺(tái)風(fēng)侵襲到岸海水在臺(tái)風(fēng)所帶來的強(qiáng)風(fēng)及劇烈氣壓變化的影響下產(chǎn)生集聚效應(yīng)，快速異常上升，這就是風(fēng)暴潮現(xiàn)象。風(fēng)暴潮會(huì)顯著提升沿岸潮位，造成潰進(jìn)而對沿海地區(qū)造成嚴(yán)重威脅[9-10]。在我國的歷史上，風(fēng)暴潮造成了1922 年發(fā)生的汕頭大臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的風(fēng)暴潮造成了約 7 萬人的重大人員傷 至 2015 期間，風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生 200 余次,平均每年發(fā)生 20 余次。造成過 1500 億元[12]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王文寶;;OTT RLS雷達(dá)水位計(jì)在大理水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];珠江現(xiàn)代建設(shè);2015年04期

2 高抒;;我國沿海最大潮差新發(fā)現(xiàn)及其意義[J];科技導(dǎo)報(bào);2015年03期

3 崔欣梅;方國洪;滕飛;吳

本文編號(hào)：2791501