近些年，隨著海洋資源越來越受到全世界普遍的重視，各國(guó)間的領(lǐng)海爭(zhēng)端日益加劇。我國(guó)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(hù)國(guó)家和人民的利益不受侵害是項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。 海洋維權(quán)執(zhí)法浮標(biāo)基于目前運(yùn)行的大型海洋資料型浮標(biāo)安裝高清晰度圖像采集系統(tǒng)和聲學(xué)傳感器陣列，定點(diǎn)獲取關(guān)鍵海域艦船信息，提升全天候探測(cè)、獲取海洋侵權(quán)目標(biāo)能力；分別研制基于浮標(biāo)衛(wèi)星的高速數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)侵權(quán)目標(biāo)的特征識(shí)別和研判；綜合集成上述探測(cè)技術(shù)、傳輸技術(shù)和分析研判技術(shù)等，在東�；顒�(dòng)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(biāo)處在遠(yuǎn)離陸地的海上，環(huán)境惡劣，要把浮標(biāo)監(jiān)測(cè)到的情況實(shí)時(shí)的采集并準(zhǔn)確的發(fā)送到岸上的控制臺(tái)以便及時(shí)采取措施實(shí)施維權(quán)是一個(gè)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(yuǎn)，通信質(zhì)量穩(wěn)定，通信流量高等特點(diǎn)。通過以太網(wǎng)將浮標(biāo)和岸上觀測(cè)站構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)和岸站之間包括數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸。從而實(shí)現(xiàn)岸站對(duì)浮標(biāo)所在海域的水文氣象、浮標(biāo)狀態(tài)和是否有侵權(quán)目標(biāo)都有實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，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(biāo)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(hào)采集，控制命令發(fā)送，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等，通過移植基于輕型TCP/IP協(xié)議的嵌入式以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)與岸站的通信。
【學(xué)位單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P715.2;TP393.11
【部分圖文】：

浮標(biāo)信息采集系統(tǒng)是搭載在固定在某海域的漂浮體上，實(shí)現(xiàn)對(duì)所在海域的所需信息的集成，完成浮標(biāo)上圖像信息、水聲信息、水文環(huán)境參數(shù)信息、浮標(biāo)體安全參數(shù)信息的采集、存儲(chǔ)和傳輸。岸站通信控制軟件負(fù)責(zé)岸站衛(wèi)星通信側(cè)數(shù)據(jù)的集成，負(fù)責(zé)在浮標(biāo)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(dá)的中樞。它負(fù)責(zé)將浮標(biāo)上傳的數(shù)據(jù)可靠的存儲(chǔ)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(biāo)系統(tǒng)。2.1 浮標(biāo)信息采集部分浮標(biāo)上電氣部分分為：浮標(biāo)安全信息、水文氣象數(shù)據(jù)、聲陣列、聲指紋識(shí)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(biāo)信息采集系統(tǒng)的總體框圖如圖 2-2。圖 2-1 維權(quán)浮標(biāo)工作示意圖

圖 1-2 浮標(biāo)采集系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖各設(shè)備與浮標(biāo)主機(jī)的接口形式如表 2-1 所示：表 2-1 設(shè)備與浮標(biāo)主機(jī)的接口序號(hào) 分類 設(shè)備名稱 接口類型1 圖像采集高清圖像采集與識(shí)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(shí)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(biāo)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(guó)的大型資料浮標(biāo)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(biāo)系統(tǒng)主機(jī)北斗/Inmarsat-CCDMA/GPRS岸站接收浮標(biāo)體主氣壓主方位門控、進(jìn)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(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)衛(wèi)星通信機(jī)衛(wèi)星通信機(jī)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(biāo)系統(tǒng)示意圖針對(duì)本項(xiàng)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(hào)：2832834