近些年，隨著海洋資源越來越受到全世界普遍的重視，各國間的領(lǐng)海爭端日益加劇。我國有著東部和南部大陸海岸線1.8萬多千米，領(lǐng)海面積（含內(nèi)海和邊海的水域面積）約470多萬平方千米。在如此廣闊的海域維護國家和人民的利益不受侵害是項極其艱巨的任務(wù)。 海洋維權(quán)執(zhí)法浮標基于目前運行的大型海洋資料型浮標安裝高清晰度圖像采集系統(tǒng)和聲學(xué)傳感器陣列，定點獲取關(guān)鍵海域艦船信息，提升全天候探測、獲取海洋侵權(quán)目標能力；分別研制基于浮標衛(wèi)星的高速數(shù)據(jù)實時傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)對侵權(quán)目標的特征識別和研判；綜合集成上述探測技術(shù)、傳輸技術(shù)和分析研判技術(shù)等，在東海活動敏感區(qū)開展示范應(yīng)用，通過水面和水下監(jiān)視監(jiān)控，為維權(quán)執(zhí)法提供應(yīng)急保障技術(shù)支撐。浮標處在遠離陸地的海上，環(huán)境惡劣，要把浮標監(jiān)測到的情況實時的采集并準確的發(fā)送到岸上的控制臺以便及時采取措施實施維權(quán)是一個必須解決的問題。以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的串口通信相比較，具有通信距離遠，通信質(zhì)量穩(wěn)定，通信流量高等特點。通過以太網(wǎng)將浮標和岸上觀測站構(gòu)成一個局域網(wǎng)，可以實現(xiàn)浮標和岸站之間包括數(shù)據(jù)信號和控制信號的傳輸。從而實現(xiàn)岸站對浮標所在海域的水文氣象、浮標狀態(tài)和是否有侵權(quán)目標都有實時的監(jiān)測，以便采取相應(yīng)的措施。 本文主要研究海洋維權(quán)執(zhí)法浮標的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用ST公司生產(chǎn)的基于ARM32位Cortex-M3的STM32F207為主控芯片，通過移植嵌入式操作系統(tǒng)μCOSⅢ管理數(shù)據(jù)信號采集，控制命令發(fā)送，數(shù)據(jù)存儲等，通過移植基于輕型TCP/IP協(xié)議的嵌入式以太網(wǎng)實現(xiàn)浮標與岸站的通信。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P715.2;TP393.11
【部分圖文】：

浮標信息采集系統(tǒng)是搭載在固定在某海域的漂浮體上，實現(xiàn)對所在海域的所需信息的集成，完成浮標上圖像信息、水聲信息、水文環(huán)境參數(shù)信息、浮標體安全參數(shù)信息的采集、存儲和傳輸。岸站通信控制軟件負責(zé)岸站衛(wèi)星通信側(cè)數(shù)據(jù)的集成，負責(zé)在浮標和岸站各應(yīng)用軟件之間建立起可靠的數(shù)據(jù)連接，是數(shù)據(jù)上傳下達的中樞。它負責(zé)將浮標上傳的數(shù)據(jù)可靠的存儲并分發(fā)給相應(yīng)的應(yīng)用軟件，并將各應(yīng)用軟件的控制信息下傳至浮標系統(tǒng)。2.1 浮標信息采集部分浮標上電氣部分分為：浮標安全信息、水文氣象數(shù)據(jù)、聲陣列、聲指紋識別模塊、全景視頻模塊及電源模塊的狀態(tài)信息等部分組成。浮標信息采集系統(tǒng)的總體框圖如圖 2-2。圖 2-1 維權(quán)浮標工作示意圖

圖 1-2 浮標采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖各設(shè)備與浮標主機的接口形式如表 2-1 所示：表 2-1 設(shè)備與浮標主機的接口序號 分類 設(shè)備名稱 接口類型1 圖像采集高清圖像采集與識別系統(tǒng) 100M 以太網(wǎng)絡(luò)接口2 水下聲陣列信息采集與識別系統(tǒng) 100M 以太網(wǎng)絡(luò)接口3 高速衛(wèi)星通信系統(tǒng) 100M 以太網(wǎng)絡(luò)接口4水文氣象傳感器風(fēng)傳感器 風(fēng)速：脈沖量風(fēng)向：模擬量(0-5v)5 溫濕傳感器 氣溫：模擬量(0-5v)濕度：模擬量(0-5v)6 氣壓傳感器 模擬量(0-5v)7 波浪傳感器 RS2328 水溫傳感器 普通數(shù)字 IO 口9 方位 RS23210浮標體GPS RS23211 艙溫 普通數(shù)字 IO 口12 水警 數(shù)字量輸入

該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于我國的大型資料浮標上,其體系結(jié)構(gòu)如圖2-3。主風(fēng)溫濕前端采集器ADCP水質(zhì)能見度主波浪溫、鹽CAN總線浮標系統(tǒng)主機北斗/Inmarsat-CCDMA/GPRS岸站接收浮標體主氣壓主方位門控、進水艙溫、錨燈數(shù)據(jù)中心Internet或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)交換機網(wǎng)絡(luò)交換機衛(wèi)星通信機衛(wèi)星通信機GPS蓄電池太陽能前端采集器備風(fēng)備波浪備氣壓備方位主溫濕圖 2-3 基于 CAN 總線的浮標系統(tǒng)示意圖針對本項目集成的需求，系統(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)采集系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，增加一種支持以太網(wǎng)絡(luò)的前置采集器，用于處理圖像、水聲信息和高速衛(wèi)星通信的信息。具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2-4。

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本文編號：2832834