海洋物理化学多参数综合监测系统研究

【摘要】海洋自古就蕴含着丰富的渔业、矿产、能源等各类资源，开发海洋不仅是缓解陆地矛盾、补充陆地需求的必要手段，也是科学研究的必然结果。认识和开发海洋的过程其实就是海洋监测技术、海洋开发技术及海洋通用技术等一系列海洋高新技术不断更新发展的过程。其中海洋监测技术是海洋通用技术应用于实践的必然，也是海洋开发技术的基础和保障。传统的海洋监测技术依靠人工实地测量来获取第一手的海洋数据，亦或将样品带回实验室再进行分析，该方法已经越来越难以满足日益发展的海洋监测技术的要求，由此而诞生的海洋自动监测技术是一项集机械、电子、通信、物理、化学、地质等多领域研究为一体的综合技术，依靠该技术可远程获取海洋数据，大大减少人力、物力、财力。本研究从海洋自动监测技术的发展现状出发，以实际科研项目的需求为基础。首先确定了本海洋监测系统的监测参数和相应技术指标，其次以此为基础设计了本海洋监测系统的总体规划方案，最后将总体方案根据功能详细分解为多个独立的子功能模块。根据立体化海洋监测的总体设想，将自动监测平台设计为漂浮式海面监测和座底式海底监测两大部分。座底式海洋监测平台集成了多套商用数据采集设备，漂浮式海面监测平台上搭载了太阳能供电、远程通信系统、漂浮模块、GPS定位、自制的物理化学数据采集器等功能模块。其中座底式海洋监测平台上的各设备均采用自容方式工作，而漂浮式海面监测平台上设备通过移动GPRS网络以远程无线通信方式进行实时监控。本研究对自制的物理化学数据采集系统进行了重点设计，包括该系统的硬件电路设计、软件程序设计及该数据采集系统的机械封装结构设计。硬件电路设计内容包括系统的低功耗设计、电源转换、模拟信号获取及处理、模数转换、数据存储、实时时钟及通信电路等。软件程序设计包括数据采集系统的上、下位机程序设计和上下位机间通信协议设计，其中上位机软件包括了实时显示控制程序和远程控制中心程序。机械封装结构设计包括壳体设计和封头设计两部分。该系统在完成装配后还进行了多项实验室试验，并根据试验反馈进行改进，最后将调试完毕的整套系统布放于实际海域进行为期一个月的海试试验。试验数据真实，具备一定参考价值，一系列试验表明系统运行情况良好，基本完成预期目标。
【作者】朱敬如；
【导师】秦华伟；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】自动监测技术；远程无线通信；数据采集；低功耗设计；

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