- 上一篇：CZT核辐射探测器读出电路设计+文献综述
- 下一篇：OPNET的RIP路由器协议研究与仿真+文献综述
1.2 研究现状
1.3 本文组织结构
本文的主要任务是海洋浮标测控系统设计，本文围绕着系统设计方案，模块介绍进行开展。本论文分为6个章节。论文的具体内容和安排如下：
第1章 绪论：从论文的研究背景，意义以及现状入手，介绍了海洋资源的重要性，国内外海洋浮标发展现状以及论文具体内容安排。
第2章 数据采集系统总体设计：简单介绍了浮标结构组成，传感器以及参数等。并作出系统框图。
第3章 数据采集硬件系统设计：详细描述了测量原理，传感器本身性能，并对各个子系统具体分析研究。
第4章 无线数据传输系统设计：立足于不同的环境介绍两种不同的数据传输方式：高频传输和基于GSM的网络的无线传输。
第5章 岸站监控和管理系统设计：主要介绍了根据各个特性分析研发的海洋浮标岸站监控和管理系统，详细描述了其中的岸站实时监控子系统
第6章 总结：对本论文进行陈述总结，并对未来浮标发展提出了新的展望。
2 数据采集系统总体设计
2.1 浮标系统结构简介
一个基本的数据采集系统大体上由传感器、信号调理、数据采集、数据处理与人机交互等模块组成，而海洋资料浮标系统从本质上说也是一个数据采集系统，除具备浮标体、锚链等特有的硬件结构以外，当然也脱离不开数据采集系统的基本要素，待测海洋资料浮标系统主要由传感器组、主机和岸站等组成，其中主机和岸站分别以RS-2犯接口连接着北斗通讯机，其系统结构如图2.1所示。
图2.1 海洋资料浮标系统示意图
浮标主要由浮体、尾架、配重、灯架、航标灯座、太阳能锚灯、太阳能电池板和底座、太阳能控制器、蓄电池、各种仪器安装支架、锚系环等部分组成。浮标部分主要工作在环境恶劣的海面，需要经受恶劣天气、腐蚀性盐雾、大温差等考验，起着数据采集、处理和传输的作用。
2.1.1 浮标传感器
海洋资料浮标系统需要多种传感器对海洋气象、水文、化学以及浮标体等各项参数进行实时监测，传感器是海洋资料浮标进行海洋环境监测的最前端，其性能的优劣将直接影响海洋环境数据测量精度的高低，因此，待测系统所选用的传感器都必须由专业的传感器生产厂家提供，表2-1列举了海洋资料浮标系统所要观测的参数以及所选用传感器的基本情况。为了防止因传感器意外损坏而造成某些参数测量失败，风、温湿度、气压、方位以及波浪等重要的观测对象都配置了主和备2个传感器。
参数 传感器 可测物理量 数量
风 05103风传感器 风向 2
风速 2
气压 61302V气压传感器 气压 2
温湿 41382L温湿度传感器 温度 2
湿度 2
方位 TCM2.5方位传感器 罗盘指向C，前后倾斜P，左右倾斜R 2
波浪 SZF型波浪传感器 波高，波向 2
表2-1 海洋浮标传感器概况
2.1.2 浮标主机
浮标主机是整个海洋资料浮标系统的核心，负责传感器信号的采集、处理和海洋环境数据的传输等，根据所完成工作的不同又可划分为前置采集器和主采集器，前者连接着多种传感器，控制传感器的工作时序，调理和采集传感器的输出信号，经过处理分析得到最终的海洋环境数据，最后将数据通过CAN总线上传给主采集器，同时完成数据的SD卡存储;后者一方面通过CAN总线收集前置采集器发送来的海洋环境数据并进行整理和液晶显示，另一方面通过北斗通讯机与岸站进行远程通信，将观测数据发送给岸站上位机。