發(fā)布時間：2020-05-14 11:35

【摘要】：海洋擁有豐富的資源、廣闊的空間并且可以對地球環(huán)境和氣候產生的巨大調節(jié)作用，是支持全球生命系統(tǒng)的不可缺少的重要組成部分，其龐大的資源是人類可持續(xù)發(fā)展的源泉和財富。如今，海洋環(huán)境監(jiān)測技術成為現代海洋開發(fā)利用的基礎，在海洋管理，資源勘探，工程建設，污染防治以及災害預報等領域有著重要的地位和作用。海洋監(jiān)測領域使用的方法和技術手段主要有拖拽法，定點法，自持法三大類。海洋浮標和潛標是獲取海洋定點數據的最普遍的方式。潛標和浮標相比，海洋潛標不僅僅能獲取水下不同的深度的長期連續(xù)的數據，而且由于它的浮體一般位于海平面以下50~100米，所以又很好的安全性和隱蔽性，在可預見的將來，海洋潛標技術不僅在海洋數據監(jiān)測，工程建設和災害預報領域有愈加廣泛的用途，而且在水下偵查反潛等軍事領域也有非常重要和實用的價值。 本文對以下幾個部分做了詳細的闡述： 首先，本文總結和分析了國內外海洋潛標的研究和發(fā)展的現狀和趨勢，針對近海的特殊的環(huán)境，研究和設計了一種自升降式浮標系統(tǒng)，大致闡述和分析了潛標的數據采集所研究的內容和創(chuàng)新部分。 其次，概括了整套系統(tǒng)的設計和要達到的指標，然后闡述系統(tǒng)的不同部分：包括岸基模塊，中繼模塊，浮標模塊，和水下潛標模塊，以及不同模塊的工作方式和作用。 再次，重點描述了海洋定點監(jiān)測浮標的設計過程，包括整套系統(tǒng)的四個主要部分，首先，概括和比較幾種無線數傳方式的優(yōu)缺點，提出了使用433MHz免費ISM頻段的Si4432無線模塊，分析了該模塊的主要特性和數據收發(fā)方式。然后，對整個系統(tǒng)的硬件電路的設計做了詳細的分析和介紹，包括岸基接收模塊電路中的電源，無線接收，串口收發(fā)，程序下載調試電路；中繼轉發(fā)模塊電路中的加速度傳感器MMA7360，傾角傳感器SCA60C，溫度傳感器DS18B20，濕度傳感器SHT15，光照傳感器BH1750FVI，介紹了各個傳感器電路和使用方法；浮標部分的各種傳感器接口電路，485傳輸電路，基于FAT文件系統(tǒng)的SD卡存儲電路；潛標模塊中的基于BTN7960的電機驅動電路，BYJ48步進電機電路。軟件部分介紹了使用各種傳感器需要用的傳輸協(xié)議：I2C協(xié)議，SPI協(xié)議等。接著介紹了不同電路的工作流程。 最后，在整個系統(tǒng)進行了相關實驗室的測試和調試，結論結果證實了這個系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定，基本滿足本課題設計指標和要求，同時也對整個設計作了總結，針對出現的問題做了分析，提出了整個系統(tǒng)進一步完善的方法，展望了海洋定點監(jiān)測升降式浮標的應用前景。
【圖文】：

從1984年開始組建TAO陣列，到1994年全部完成，目前仍在正常運行，今后它將成為“全球海洋觀測系統(tǒng)”的一個重要組成部分。圖1.3 國內外潛標系統(tǒng)的典型結構美國的“百慕大試驗站錨泊系統(tǒng)（BTM）”是緊繃錨泊潛標的另一個典型應用，該系統(tǒng)于1994年6月建成，這種深海錨泊系統(tǒng)的作用是為海洋儀器設備進行長期試驗提供平臺。水下傳感器數據的傳輸是通過感應式調制解調器耦合，利用一根單芯錨泊纜傳到海面上的浮標，然后數據經由衛(wèi)星傳送。當巡航的調查船靠近時，可用無線電和浮標通信，直接把數據傳到船上，BTM的數據傳輸方式較TAO有明顯的進步。我國對潛標的研究開始于上實際七十年代，比發(fā)達國家晚了近二十年的時間。1982年，國家海洋局立項研制千米測流潛標系統(tǒng)。并于當年四月初到五月底在中國南海成功進行了三次布放和回收試驗

監(jiān)控軟件控平臺軟件主要是通過與水下系統(tǒng)的通信實現對海洋相關環(huán)境數據進行的相關動作。系統(tǒng)以 PC 機為硬件平臺、以 windows XP 操作系統(tǒng)為軟件收發(fā)模塊的主要作用是與潛標進行數據交互。即：接收來自浮標和中繼的數據，，系統(tǒng)。接收的數據中包括了所有傳感器的數據。無線收發(fā)方法可以有很，GPRS，和無線射頻模塊等。U 模塊數據采集和處理的中心，它接收并且處理一切相關數據，并通過 RS2設計的功能是當浮標距離岸基較遠，超過無線模塊進行遠距離通信距離時，放置中繼器進行數據中轉。除了數據中轉的作用外，中繼還需要將近海岸基接收設備，以便岸基能更好的監(jiān)控近海環(huán)境。中繼器一般固定在浮
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP273;P715.2

【參考文獻】

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本文編號：2663288