本文選題：海洋傳感器搭載平臺 + 嵌入式操作系統(tǒng)　； 參考：《中國海洋大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：目前，為了更好的利用海洋資源，通過海洋來了解地球的發(fā)展，就需要獲得有效的長時間的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。因此對建立全球海洋觀測網(wǎng)的呼聲越來越高，各國在認(rèn)識到這一點(diǎn)后都紛紛開始搭建海洋觀測網(wǎng)，我國海洋監(jiān)測技術(shù)剛剛起步，進(jìn)展緩慢，主要的制約因素是沒有合適的傳感器搭載平臺。因此研制多功能的海洋傳感器搭載硬件平臺對快速建立海底觀測網(wǎng)，提升我國海底資源開發(fā)技術(shù)有著極為重要的意義。 本文以愛特梅爾公司的AT91SAM9263與單片機(jī)AT89S52為控制核心，采用CAN總線通信組網(wǎng)模式，集成電源監(jiān)測系統(tǒng)、嵌入式控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)及外圍電路，實(shí)現(xiàn)對任意海洋傳感器的搭載，通過平臺控制海洋傳感器對大洋深海環(huán)境的實(shí)時動態(tài)監(jiān)測；其次本平臺還可以在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境中同時搭載國內(nèi)、國外生產(chǎn)的海洋探測儀器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)對國內(nèi)外生產(chǎn)的海洋儀器性能的評估以及比較。 論文共分為五大部分，，引言簡單介紹了傳感器搭載平臺的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r等相應(yīng)的背景知識。第一部分詳細(xì)論述了海洋傳感器搭載硬件平臺的組成。硬件部分分別詳細(xì)介紹了ARM嵌入式控制系統(tǒng)硬件電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路的具體組成、其次對一些海洋儀器的主要性能指標(biāo)及控制指令進(jìn)行了簡單介紹，將硬件電路按照實(shí)現(xiàn)功能分為具體模塊，分模塊介紹了各自組成元件，并給出了具體電路設(shè)計的原理圖；第二部分分步構(gòu)建了LINUX嵌入式系統(tǒng)的軟件應(yīng)用平臺，主要的步驟為移植引導(dǎo)程序U-boot、移植經(jīng)過裁剪后的Linux2.6.30內(nèi)核、移植根文件系統(tǒng)；第三部分對應(yīng)用程序的設(shè)計進(jìn)行了敘述，為了提高傳感器搭載硬件系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，我們采用了雙ARM冗余技術(shù)來進(jìn)行應(yīng)用程序的設(shè)計，此外還采用了多線程編程技術(shù)來改善程序的結(jié)構(gòu)，提升了程序的執(zhí)行效率。第四部分為驗(yàn)證搭載平臺能否正常工作，我們?yōu)槠脚_搭載了ADV、甲烷傳感器、壓力傳感器。在實(shí)驗(yàn)室做了實(shí)驗(yàn)，并對得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了簡要的分析。第五部分總結(jié)了本論文完成的工作，并對可以改進(jìn)的部分進(jìn)行了展望。
[Abstract]:At present, in order to make better use of marine resources and understand the development of the earth through the ocean, we need to obtain effective long-term marine environmental data.As a result, calls for the establishment of a global ocean observation network have become more and more frequent. After recognizing this, all countries have begun to build marine observation networks. China's ocean monitoring technology has just started, and progress has been slow.The main constraint is the absence of a suitable sensor mount platform.Therefore, it is of great significance to develop a multi-functional hardware platform for ocean sensors to quickly set up a submarine observation network and to improve the development technology of submarine resources in China.This paper takes AT91SAM9263 and AT89S52 of Atmel Company as the control core, adopts the CAN bus communication networking mode, integrates the power monitoring system, the embedded control system, the single-chip microcomputer control system and the peripheral circuit.The platform can control the real-time dynamic monitoring of ocean and deep-sea environment by the platform. Secondly, the platform can also carry the domestic and foreign marine detection instruments in the laboratory simulation environment at the same time.The performance of marine instruments produced at home and abroad is evaluated and compared by data acquisition and comparison.The paper is divided into five parts. The introduction briefly introduces the development of sensor platform at home and abroad and other relevant background knowledge.In the first part, the hardware platform of ocean sensor is discussed in detail.In the hardware part, the hardware circuit of the ARM embedded control system and the hardware circuit of the single-chip microcomputer control system are introduced in detail. Secondly, the main performance indexes and control instructions of some marine instruments are introduced briefly.The hardware circuit is divided into specific modules according to the realization function. The components of each module are introduced, and the schematic diagram of the specific circuit design is given. In the second part, the software application platform of LINUX embedded system is constructed step by step.The main steps are to transplant the boot program U-boot. transplant the Linux2.6.30 kernel after cutting and transplant the root file system. The third part describes the design of the application program in order to improve the stability of the hardware system working on the sensor.The dual ARM redundancy technique is used to design the application program. In addition, multithread programming technology is used to improve the structure of the program and improve the efficiency of the program execution.The fourth part is to verify whether the platform can work properly, we carry ADV, methane sensor, pressure sensor for the platform.Experiments were done in the laboratory, and the experimental results were analyzed briefly.The fifth part summarizes the work accomplished in this paper, and looks forward to the parts that can be improved.
【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】：TP368.1;P715

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本文編號：1744194