近海溢油流动区监测跟踪系统的研究

论文摘要

海上溢油污染是最常见的海洋污染物之一,而实时准确地监测溢油位置和漂移轨迹是采取有效溢油应急行动的关键。GPRS、GPS技术在智能交通系统中广泛应用,技术日趋成熟。本文将GPRS与GPS相结合的技术应用到溢油监测跟踪中,构建了基于GPRS、GPS和GIS的溢油监测跟踪系统,系统分硬件设计和软件实现两方面加以说明。硬件设计主要包括GPRS无线数据传输模块设计、基于C8051F020的单片机控制模块设计和具有MPPT功能的太阳能电源模块设计。软件实现主要有单片机控制GPRS模块建立网络连接及收发短信,GPS定位信息接收与转发,MPPT算法程序实现,以及监测跟踪平台的软件编程、调试等。跟踪监测平台是以Visual Basic6.0开发工具、MapX5.0为GIS支撑,实现现实位置信息的屏幕化,并利用计算机自带的WinSock控件实现跟踪平台与GPRS网络的无线通信,实时接收GPS的经纬度、时间、速度等定位信息。本文完成了基于GPRS和GPS的海上溢油监测跟踪系统的研究,成功的利用GPRS网络进行数据传输,实现了溢油跟踪平台基本功能。有助于海事局等溢油应急部门和单位进行实时监视和预测溢油走向,为船舶溢油应急指挥提供一种准确实时、成本低廉、全天候的溢油监测手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外溢油监测跟踪的手段
• 1.3 基于GPS/GPRS的溢油监测跟踪技术
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 溢油监测跟踪系统理论基础及总体设计
• 2.1 GPRS系统原理与网络结构
• 2.1.1 移动通信技术的发展概况
• 2.1.2 GPRS的概念
• 2.1.3 GPRS网络优势分析
• 2.1.4 GPRS网络结构
• 2.1.5 GPRS的应用
• 2.2 全球卫星定位系统（GPS）技术
• 2.2.1 GPS系统的组成
• 2.2.2 GPS定位的基本原理
• 2.2.3 GPS动态定位技术
• 2.2.4 GPS的发展趋势
• 2.3 地理信息系统（GIS）技术
• 2.3.1 GIS的概念
• 2.3.2 GIS系统的构成
• 2.3.3 GIS系统的二次开发技术
• 2.4 近海溢油流动区监测跟踪系统总体设计
• 2.4.1 系统总体架构
• 2.4.2 系统工作原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 海基终端硬件设计与实现
• 3.1 功能分析及总体设计
• 3.1.1 功能需求
• 3.1.2 海基终端硬件总体设计
• 3.2 海基终端硬件设计与实现
• 3.2.1 GPRS无线数据传输模块设计
• 3.2.2 GPS接收模块
• 3.2.3 主控单片机模块设计
• 3.2.4 海基终端系统太阳能电源模块设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 海基终端软件设计与实现
• 4.1 近海溢油监测跟踪系统软件总体设计
• 4.2 Cygnal C8051F单片机开发工具简介
• 4.3 串口通信程序
• 4.3.1 工作原理
• 4.3.2 波特率设定
• 4.3.3 串口收发程序
• 4.4 GPRS终端拨号上网及建立PPP连接
• 4.4.1 Windows Socket概述
• 4.4.2 终端系统与监控中心建立网络连接
• 4.5 终端系统收发短信程序设计
• 4.5.1 终端系统发送短信
• 4.5.2 终端系统接收短信
• 4.6 GPRS模块在状态间转移
• 4.7 本章小结
• 第5章 近海溢油流动区监测跟踪平台设计
• 5.1 监测跟踪平台的功能与组成
• 5.2 MapX概述
• 5.2.1 MapX的空间数据结构
• 5.2.2 MapX组件的模型结构
• 5.2.3 MapX的显著特征
• 5.3 MapX+VB6.0开发监测跟踪平台界面及工具
• 5.3.1 地图的获取
• 5.3.2 创建地图
• 5.3.3 创建图层缩放、漫游等工具
• 5.3.4 动态图层的制作
• 5.3.5 GPS信息处理与显示
• 5.4 VB6.0环境下与终端的数据通信
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 本文总结
• 6.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢