基于倾角法海流计的数据接收处理系统

论文摘要

海洋资源和环境是海洋事业的两大主题,研究、开发和利用海洋资源,保护海洋环境都离不开海洋观测。海洋观测仪器是海洋观测的工具和手段。海洋资料是海洋观测、海洋调查的初步结果,是发展海洋事业的重要基础。海流是重要的海洋水文要素之一,海洋流场的实时监测和测量是海洋科学考察的重要内容。本论文依托863课题—基于倾角法的多层海流测量技术,研究设计了基于倾角法海流计的数据接收处理系统。基于倾角法的多层海流测量技术是国家高技术研究发展（863）计划海洋技术领域海洋环境立体监测技术专题的一个探索课题。基于倾角法的多层海流测量技术是一种新兴的海流测量技术,研制出的倾角法海流计测量原理简单,操作方便,体积小,价格低廉,易于大量推广使用,可替代进口海流计,为国家节省大量外汇。本论文主要研究了如下几个方面的内容:介绍了海流的测量方法及海流计的发展现状,基于倾角法海流计的测量原理及系统设计,着重介绍了手持式数据接收终端的硬件电路的设计与实现,数据接收处理系统软件设计,通信接口协议设计及海流计数据文件分析处理等。手持式数据接收终端硬件部分采用AT89系列单片机实现,水下海流计通过RS-485串行口与手持式数据接收终端或上位机（PC机,以下同）进行通讯。手持式数据接收终端可以实时显示海流计的测量数据,可以控制水下海流计的工作状态。上位机数据接收处理系统软件使用Visual C++和C/C++语言编写。数据接收处理系统软件主要负责控制水下海流计的工作状态,对水下海流计数据进行接收、存储与处理分析等。该软件系统具有友好的人机交互界面,用户能够方便实现对基于倾角法海流计测量系统的控制。通过实验室及海上现场实验,基于倾角法海流计的数据接收处理系统能够达到设计要求,能较好地满足对稳定性、数据接收准确率及自动收发、保存及处理数据等方面的要求。基于倾角法海流计的数据接收处理系统使用操作方便,系统的硬件部分为以后的功能扩展留有余地,系统软件部分数据接收准确,运行可靠稳定,人机界面友好且具有良好的可扩展性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 引言
• 0.1 海流观测的意义、方法及流速测量方法介绍
• 0.2 海流计在国内外的发展及研究情况
• 0.2.1 测流仪器在国外的发展情况
• 0.2.2 测流仪器在国内的发展情况
• 0.3 课题研究的目的和意义
• 1 基于倾角法海流计系统概述
• 1.1 基于倾角法海流计系统简介
• 1.2 基于倾角法海流计的工作原理
• 1.3 基于倾角法海流计的外观结构与测量原理
• 1.4 基于倾角法海流计的性能指标
• 1.5 本章小结
• 2 数据接收处理系统硬件设计
• 2.1 数据接收处理系统硬件设计方案
• 2.2 数据接收处理系统硬件的具体实现
• 2.2.1 单片机的选择
• 2.2.2 时钟芯片的选择
• 2.2.3 FLASH 存储器的选择
• 2.2.4 液晶显示模块与键盘
• 2.2.5 通信方式设计
• 2.3 本章小结
• 3 数据接收处理系统软件总体设计
• 3.1 数据接收处理系统软件各模块简介
• 3.2 人机界面设计
• 3.3 本章小结
• 4 串行数据通信软件设计
• 4.1 通信协议的定制
• 4.1.1 上位机发送的控制命令文件及海流计的返回指令格式
• 4.1.2 海流计数据包格式
• 4.1.3 超时定义
• 4.2 单片机通信设计
• 4.3 串行通信的实现
• 4.3.1 串行通信编程的实现方法
• 4.3.2 串行通信模块的具体实现
• 4.4 本章小结
• 5 数据分析处理软件设计
• 5.1 海流计数据文件的格式
• 5.2 海流计数据文件的分析处理
• 5.2.1 单个海流计数据文件的分析处理
• 5.2.2 成批处理海流计数据文件
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文