模拟漂流人北斗控制系统研究

发布时间：2017-09-17 22:06

  本文关键词：模拟漂流人北斗控制系统研究

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【摘要】：我国是一个海洋大国，也是受海洋灾害影响的大国。我国受海洋灾害造成的直接经济损失每年约5亿元，死亡500人左右。为了采取有效的防御措施，本文提出一项模拟海难救助中落水人员漂流轨迹的海上救助计划，该计划的目的是研发以模拟人漂流浮标为载体，C8051F021单片机为核心，再通过采集的水温数据和经纬度定位轨迹，并以北斗卫星作为数据传输媒介的北斗漂流控制系统。 本文研究的模拟漂流人北斗控制系统，分为数据采集系统、供电系统、通信系统和浮标体等四部分。在数据采集系统设计中,因系统工作要求整体功耗偏低,所以采用C8051F021单片机作为核心是一个最佳的选择。它拥有灵活的时钟硬件,使系统能够方便地在高效运作模式与低功耗模式间进行转换,智能的电源管理模式能够在正常工作及待机状态自由切换,从而降低整个系统的能量损耗;当工作频率低于10kHz时,时钟丢失检测器(MCD)能够引发系统产生复位,确保系统工作的安全可靠。供电系统需要满足容量高，性能稳定，体积小等特点，因此选用了高容量锂亚电池，这种电池的优点是容量高并且电量曲线比较平滑，不会出现电量剧烈跳动的情况。通信系统则是以北斗数据传输模块配合GPS定位模块的控制系统，该系统集成度高、功耗低、非常适应于系统大规模应用的需求。作为承载的模拟人，采用的是工程塑料，，在整体密封性和抗海水腐蚀性上能够达到严格的标准。 漂流实验的结果表明设计方案和结构的正确性，模拟漂流人整体系统稳定、功能完备、数据可靠。同时对整个实验过程进行了分析，提出了需要完善和总结的注意事项。最后完成了该系统模型。
【关键词】：北斗卫星 表层漂流 控制系统 单片机 低功耗
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U676.83;TP273
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 课题研究的背景、目的及意义11-18
• 1.1.1 研究的背景11-12
• 1.1.2 研究的意义及目的12-18
• 1.1.2.1 在海洋灾害预报预警中的意义12-13
• 1.1.2.2 在海洋气候监测方面的意义13-14
• 1.1.2.3 在海洋环境污染监测中的意义14-15
• 1.1.2.4 在海洋管理中的意义15
• 1.1.2.5 在海洋资源开发中的意义15-16
• 1.1.2.6 在海洋军事上的意义16-17
• 1.1.2.7 在海洋科学研究中的意义17-18
• 1.1.2.8 研究北斗模拟人漂流浮标的目的18
• 1.2 研究现状18-25
• 1.2.1 国内有关表漂的发展现状18-20
• 1.2.2 国外有关表漂的发展现状20-25
• 1.3 本文的主要工作25-26
• 第2章 模拟漂流人北斗控制系统的构成26-39
• 2.1 系统构成26-37
• 2.1.1 数据采集系统26-27
• 2.1.2 供电系统27-29
• 2.1.3 通信系统29-35
• 2.1.3.1 北斗卫星通信系统概述29-33
• 2.1.3.2 通信系统的要求和设计33-35
• 2.1.4 浮标体35-37
• 2.1.4.1 模拟人36-37
• 2.1.4.2 壳体37
• 2.2 总体设计37-39
• 第3章 基于 C8051F021 的数据采集系统设计39-51
• 3.1 数据采集系统概述39
• 3.2 系统的基本参数39-40
• 3.2.1 安装结构39
• 3.2.2 功耗要求39
• 3.2.3 防护设计39-40
• 3.2.4 接口介绍40
• 3.3 系统原理图40-51
• 3.3.1 单片机原理图设计40-42
• 3.3.2 采集系统电源管理42-43
• 3.3.3 时钟及校时43-44
• 3.3.4 GPS 采集部分44-45
• 3.3.5 水温采集部分45-49
• 3.3.6 数据存储部分49-51
• 第4章 岸站数据收集系统设计与仿真51-56
• 4.1 数据接收系统51-52
• 4.2 联调和近海实验52-53
• 4.3 南海试运行53-56
• 结论56-58
• 参考文献58-59
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况59-60
• 致谢60

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