基于铱星数据通信的海洋数据采集与实时传输通用平台的研究

论文摘要

近年来,随着人类对海洋探索和研究的不断深入,人们对海洋数据采集传输技术提出了更高的要求。各种海洋环境参数传感器不断涌现,海洋数据传输则朝着全球性、全天候的实时数据收集方向发展。本文首先分析了海洋数据采集传输技术的现有技术和存在问题,从提高海洋数据采集传输系统通用性和实用性的角度出发,提出了基于铱星通信的海洋数据采集与实时传输通用平台的理念,该平台只需要通过软件参数的改变,就可以配合不同的海洋环境监测仪器,在不同工作模式之间灵活切换工作,从而满足用户对数据采集传输工作的不同需求。此外,通用的理念还体现在海洋浮标的单片机控制器,在加载uIP协议栈的基础上,能实现与提供不同应用服务的数据收集工作站进行实时数据通信。本文论述了基于铱星通信的海洋数据采集与实时传输通用平台的工作原理和技术要点,重点阐述了系统控制器的硬件和软件设计。设计中始终贯穿通用性和低功耗性的两大理念。硬件部分包括:电源管理电路设计、控制器与铱星终端及控制器与传感器的接口设计等;软件部分设计了一套不依赖于具体传感器和工作站服务类型的命令控制体系。本文设计的平台已应用于实现海洋数据的采集与远程实时传输,且在海试中取得了良好的效果,具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 论文的选题背景和技术现状
• 1.2 课题的研究意义
• 1.2.1 系统的需求分析
• 1.2.2 系统的功能设计
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 海洋数据远程实时传输系统的设计
• 2.1 系统方案的设计
• 2.1.1 微处理器及电源的选型
• 2.1.2 数据通信方式的选择
• 2.1.3 远程数据接收工作站的设计及接续方式
• 2.2 系统方案的确定
• 2.3 本章小结
• 第3章 铱星数据通信系统
• 3.1 铱星系统简介
• 3.1.1 铱星系统概述
• 3.1.2 铱星系统组成
• 3.1.3 铱星数据通信的特点
• 3.1.4 铱星数据通信的业务和应用
• 3.2 铱星终端简介
• 3.2.1 铱星MODEM概述
• 3.2.2 铱星MODEM硬件接口
• 3.2.3 铱星MODEM软件配置
• 3.2.4 铱星MODEM状态及状态切换
• 3.3 铱星终端的控制
• 3.3.1 AT命令简介和类型
• 3.3.2 AT命令的典型应用
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统网络化的技术实现
• 4.1 系统实现网络化的意义
• 4.2 嵌入式 Internet技术在单片机上的实现
• 4.2.1 uIP协议栈的特点
• 4.2.2 uIP栈的工作流程
• 4.2.3 uIP协议栈的接口
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统控制器的硬件设计
• 5.1 控制器概述
• 5.2 MSP430F149单片机简介
• 5.2.1 MSP430系列单片机的特点
• 5.2.2 MsP430芯片的FET开发方法
• 5.3 控制器硬件设计
• 5.3.1 控制器与铱星MODEM的接口设计
• 5.3.2 控制器与传感器的接口设计
• 5.3.3 控制器电路设计
• 5.4 本章小结
• 第6章 系统控制软件设计
• 6.1 传感器工作模式介绍
• 6.2 命令体系的设计
• 6.2.1 程序的模块化设计思想
• 6.2.2 命令集具体说明
• 6.3 配置文件的设计
• 6.4 乒乓缓存的设计
• 6.5 本章小结
• 第7章 系统的典型应用
• 7.1 实现方式
• 7.2 实现过程
• 7.3 结果及分析
• 7.4 本章小结
• 第8章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 系统控制器硬件设计图1
• 附录B 系统控制器硬件设计图2
• 攻读学位期间的研究成果