时间序列沉积物捕获器控制系统的研制
本文选题:沉积物捕获器 + 低功耗 ; 参考:《杭州电子科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:海洋在调节全球气候变化中有着非常重要的作用,这清晰地记录在海洋沉降颗粒物质通量和物质组成之中。海洋颗粒物质在它产生、变化和最终沉入海底的过程中记录了许多生物、物理和化学作用的信息,因而成为了海洋多领域研究中的重要物质。沉积物捕获器是一种长期布放于海底收集沉降颗粒的取样设备,已成为海洋颗粒物质通量研究不可缺少的重要手段。针对国内还没有成熟的相关设备,在实际科考中使用的多为国外进口设备,本文设计了一种时间序列沉积物捕获器控制系统。论文根据时间序列沉积物捕获器在水下的工作原理,分别对该控制系统的硬件和软件进行了设计。实现了设备取样时间数天至数月可调,最长为18个月,在水下可以定期自动切换采样瓶并且采集存储海底温度、压力和设备倾角数据,这些数据能够帮助海洋科学家更好的解释捕获的样品。同时设计了一个上位机界面便于使用人员操作该设备。论文以美国德州仪器公司的MSP430处理器为核心,结合电源模块、时钟模块、电机驱动模块、位置检测模块、传感器数据采集电路和存储模块,构成了嵌入式硬件系统。在模块选型和方案设计方面都进行了低功耗考虑。通过位置检测反馈信息保证了系统运行的可靠性。软件设计分为嵌入式软件和上位机软件两个部分。嵌入式软件设计主要包括电机控制调整程序、各传感器数据采集程序、数据存储程序和工作模式切换程序等。上位机软件主要实现系统工作模式配置和下位机中存储数据回放的功能。经过测试表明,各模块工作正常,系统运行稳定,达到了设计要求。
[Abstract]:The ocean plays an important role in regulating global climate change, which is clearly recorded in the flux and composition of ocean sediment particles.In the process of producing, changing and eventually sinking into the ocean floor, the marine particulate matter has recorded a lot of information about biological, physical and chemical action, so it has become an important material in many fields of marine research.Sediment catcher is a kind of sampling equipment for collecting sediment particles on the seabed for a long time. It has become an indispensable and important means to study the flux of marine particulate matter.In view of the fact that there are no mature equipments in China and most of them are imported in the actual scientific research, a control system of time series sediment trapping device is designed in this paper.The hardware and software of the control system are designed according to the working principle of the time series sediment capture device under water.The sampling time of the equipment is adjustable from several days to months, up to 18 months. Under the water, the sampling bottle can be automatically switched periodically and the data of temperature, pressure and inclination of the equipment can be collected and stored.The data could help marine scientists better interpret the samples captured.At the same time, a PC interface is designed to operate the device.This paper takes the MSP430 processor of Texas Instruments Company as the core, combines the power module, the clock module, the motor drive module, the position detection module, the sensor data acquisition circuit and the storage module, constitutes the embedded hardware system.Low power consumption is considered in module selection and scheme design.The reliability of the system is ensured by the feedback information of position detection.The software design is divided into two parts: embedded software and PC software.The embedded software design mainly includes the motor control adjustment program, each sensor data acquisition program, the data storage program and the work mode switching program.The upper computer software mainly realizes the system working mode configuration and the storage data playback function in the lower computer.The test results show that the modules work normally, the system runs stably and meets the design requirements.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TH766
【参考文献】
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,本文编号:1755834
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