本文關鍵詞：微型波浪浮標觀測系統(tǒng)

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【摘要】：海洋是人類生存與發(fā)展的“第二空間”,對海洋資源的開發(fā)與利用是各國重要的戰(zhàn)略。海洋觀測技術是海洋技術中的主要組成部分,能夠幫助人們認識海洋自然屬性和環(huán)境特性,為探索海洋世界創(chuàng)造了良好的條件,其發(fā)展水平是海洋科技綜合實力的重要標志。海洋觀測設備是海洋經濟發(fā)展、海洋環(huán)境保護、海洋科技技術創(chuàng)新、海洋權益維護、海洋災害預警的重要支撐,其中一個重要的方向就是使用浮標獲取海浪數(shù)據(jù)。本課題依托于哈爾濱工程大學關于海上艦艇的研究,通過使用微型波浪浮標觀測系統(tǒng),實現(xiàn)對小波浪的定時測量與連續(xù)測量,并且獲取長期的統(tǒng)計資料,從而分析波浪對艦艇產生的影響。系統(tǒng)需要完成數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)的顯示,存儲等多項功能,從而達到項目要求的觀測目的。本文的主要研究內容為微型波浪浮標浮標體設計與上位機軟件設計。兩部分均是設計的核心,每一部分的設計都對微型波浪浮標觀測系統(tǒng)有著重要的影響。就浮標體設計而言合理的浮標材質會影響著浮標內儀器的精確度以及浮標的使用壽命；合理的外形設計影響著浮標的隨波性進而對浮標的測量精度產生影響；合理的部件設計會影響著浮標的密封性等。就上位機軟件設計而言,合理的通信方式會影響著數(shù)據(jù)的接收率：合理的顯示方式影響著研究人員對數(shù)據(jù)的觀察；合理的數(shù)據(jù)存儲影響著研究人員的后續(xù)研究。微型波浪浮標體通過明確設計任務、方案設計、技術設計、試制試驗、生產加工5個步驟進行外形設計。論文中著重介紹了浮標體的選型、主尺度確定、浮標體外殼的材料與密封圈的材料的選擇等。在對多種方案分析后確定出最后方案,使用AutoCAD2010開發(fā)平臺對浮標體進行設計,并且對浮標體的重心、浮心、排水量、初穩(wěn)性、固定周期等一些重要的參數(shù)進行計算。微型波浪浮標的上位機開發(fā)使用的Visual Studio2010開發(fā)平臺,界面的設計使用了BCGControlBar的office風格,控件的設計使用了GDI+圖形設備接口,使界面美、簡潔、操作方便。兩種不同的數(shù)據(jù)采集方式均選用了有纜傳輸,并且使用串口通信與上位機相連,設計了兩種不同的接收界面,連續(xù)采集時畫出曲線圖,定時采集時數(shù)字實時顯示。對所采集的數(shù)據(jù)進行了存入數(shù)據(jù)庫處理,數(shù)據(jù)庫使用了Access 2010.操作人員根據(jù)自己的需求可以在數(shù)據(jù)查詢界面查詢數(shù)據(jù)庫中的內容。數(shù)據(jù)庫中除了特征值外還含有原始數(shù)據(jù),這部分數(shù)據(jù)就需要數(shù)據(jù)管理界面對其進行相應轉換,以便觀察與處理。本系統(tǒng)已經進行了幾個月的使用測試,浮標體無任何密封性問題,接收系統(tǒng)良好,能夠較完整的接收浮標實時數(shù)據(jù),并與顯示。為項目課題研究提供大量有效的數(shù)據(jù)資料。
【關鍵詞】：海洋觀測 波浪浮標 微型 實時觀測 連續(xù)觀測
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P715.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-15
• 1.1 海洋觀測的意義11-12
• 1.2 國內外技術發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國內波浪浮標發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國外波浪浮標發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 本課題研究意義和背景13-14
• 1.4 論文組織安排14-15
• 2 浮標系統(tǒng)總體構架15-19
• 2.1 浮標整體結構15
• 2.2 項目的技術指標15-16
• 2.2.1 浮標體技術指標15-16
• 2.2.2 測量技術指標16
• 2.3 浮標體設計平臺16-17
• 2.4 上位機開發(fā)平臺17-18
• 2.5 本章小結18-19
• 3 浮標體設計19-32
• 3.1 浮標體設計思想19
• 3.2 浮標系統(tǒng)選型19-22
• 3.2.1 參考浮標種類20-21
• 3.2.2 浮標方案確定21-22
• 3.3 浮標系統(tǒng)總體設計22-27
• 3.3.1 浮標整體結構設計22-24
• 3.3.2 浮標重要部分材料選取24-27
• 3.4 浮標系統(tǒng)穩(wěn)性分析27-30
• 3.4.1 浮標系統(tǒng)重量重心估算27-28
• 3.4.2 浮標系統(tǒng)浮心估算28-29
• 3.4.3 浮標系統(tǒng)初穩(wěn)性計算29-30
• 3.5 浮標固有周期計算30-31
• 3.5.1 橫搖、縱搖固有周期30-31
• 3.5.2 垂蕩固有周期31
• 3.6 本章小結31-32
• 4 數(shù)據(jù)采集與通信32-41
• 4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)32-35
• 4.1.1 波傾一體化傳感器33-35
• 4.1.2 方向傳感器35
• 4.2 數(shù)據(jù)通信35-38
• 4.2.1 通信方式確定35-36
• 4.2.2 通信協(xié)議36-38
• 4.3 串口實現(xiàn)38-40
• 4.4 本章小結40-41
• 5 上位機軟件41-56
• 5.1 設計方案41-43
• 5.1.1 功能分析41
• 5.1.2 設計思想41-43
• 5.2 界面設計43-46
• 5.2.1 控件設計44-45
• 5.2.2 界面布局設計45-46
• 5.3 數(shù)據(jù)顯示46-49
• 5.3.1 連續(xù)數(shù)據(jù)顯示47-48
• 5.3.2 定時數(shù)據(jù)顯示48-49
• 5.4 數(shù)據(jù)存儲49-52
• 5.4.1 數(shù)據(jù)庫設計49-50
• 5.4.2 存儲功能實現(xiàn)50-52
• 5.5 數(shù)據(jù)查詢52-53
• 5.6 數(shù)據(jù)轉換53-54
• 5.7 系統(tǒng)設置54-55
• 5.8 本章小結55-56
• 6 系統(tǒng)運行情況及成果56-58
• 7 總結與分析58-60
• 7.1 論文小結58
• 7.2 下一步工作58-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-65
• 個人簡歷65

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本文編號：873143