远程测控型深海照相系统研制

发布时间：2019-11-23 14:57

【摘要】：地球海洋面积占表面积的71%,蕴藏着丰富的资源,目前近海海域已探明的天然气储量为182万亿立方米,石油可采储量为220亿吨,海洋石油储量约占陆地储量的82%,而且油气储量超过1亿吨以上的,有超过60%是来自海洋。开采海洋资源来解决人类资源日益匮乏的问题已经得到各国的普遍重视,我国对海洋资源的勘探也迫在眉睫,为了给勘探任务提供真实的海底环境,深海照相系统必不可少。然而国内深海照相系统普遍有灵活度低、局限性大、科研成本过高、研发周期长、系统无法更新、拍摄图片分辨率低并且工作水深不高等缺点,国内目前也没有成熟稳定的深海照相技术,而国外涉水深度几千米、像素高的深海照相机成品价格又普遍偏高。为了解决以上问题,本论文设计并实现了一套基于现有陆地数码相机技术的深海照相系统,该系统采用Debian GNU/Linux作为软件系统,然后移植数码相机控制软件g Photo2远程拍照,硬件系统使用三星S5PV210为处理器。为了给设备提供水下作业环境,本论文还设计了水下照明灯以及外壳封装,水下照明灯采用STM32F103为处理器,通过调整端口输出高低电平的占空比而改变LED导通时间来实现光源可调,外壳封装实现防渗水、防海水腐蚀、抗水下压强等功能。为了使用户可以远程控制该系统,本论文设计了C#上位机界面。经过测试表明,本论文设计的深海照相系统可以适应水下4000m的工作环境,用户可以通过上位机远程控制数码相机自动对焦拍照,并且可以将图片传输到PC端进行查看和保存。而且该系统还可以搭载到其他勘探设备中,完成相关功能的实现,灵活度高,支持多款相机,可以随相机的更新而不断更新。
【图文】：

一种是利用自身密封性防水防潮，可以在水下1m工作30分钟；另一种是加防水外在相机外加护大于相机体积的透明外罩，利用这种方法一般可以在水下30-40m内拍摄解决水下压强对相机的影响，法国人LouisBouton于1893年制作了带有压力补偿气球的机，增加了防水相机的水下作业深度。随着深度的增加，水下光线越来越暗，为了达拍摄的光线亮度，人类开始探索水下照明设备并在1895年首次制作成功，让相机可以150英尺左右实现拍摄。这些为深海相机的研制奠定了基础。经过几十年的研发积累，国外已经研发出高性能的深海相机产品。如总部位于挪威格市的KongsbergMaritime，该公司研发的一款深海相机型号为OE14-408E，如图1.1左。像素分辨率有3648×2736、640×480两种选择，图片存储空间为16GB，最大工作水00m，工作温度范围为-5到40摄氏度，这款相机配置了RS232/RS485接口以及以太网接持远程控制，可以下载照片。该公司考虑到水下环境昏暗，不利于相机拍摄，特意研款配套的型号为OE11-442的闪光灯，如图1.1右侧所示。工作水深4500m，工作温度范40摄氏度，有自动闪光和手动闪光两种模式，在自动模式下，如果环境照明不足，将打开闪光灯。如果外部照明和闪光灯一起使用会导致非自然曝光，，将会关闭闪光灯。模式下，当闪光灯以最大功率闪光时，可以配合其他型号的相机使用。

杭州电子科技大学硕士学位论文第 3 章 硬件系统设计与实现 水下照相模块设计.1 微控制器处理电路水下照相模块硬件主要以 Samsung S5PV210 为处理器，如图 3.1 所示，S5PV210 是 ARMv7 架构的高性能处理器，采用 ARM Cortex-A8 内核，拥有丰富的外设和接口 BSP 支持以及完整的开发文档，方便开发者使用。由于 S5PV210 主频较高，且核心复杂，绘制其 PCB 板时需要使用 6 层板，基于电路性能和板子尺寸两方面考虑，决V210 及其相关核心电路单独设计为一款核心控制电路，单独制板，并通过两个 25Pin 双排排母与底板也就是水下照相机板相连接，这样的设计在一定程度上也减少了。
【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】：P754.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 戴玲;;亚克力材料及其在首饰设计中的应用[J];轻工科技;2015年01期

2 严海玉;杨会成;宋一博;张慧;漏鸣杰;韩康;;基于ARM的非接触式安全驾驶预警系统[J];电子技术;2014年09期

3 单桂峰;;基于三星S5PV210处理器的智能家居控制系统设计[J];电子世界;2014年12期

4 许峰川;朱虹;许宜申;陶智;顾济华;;基于LED的校园照明节能控制系统[J];现代电子技术;2014年05期

5 陈尧;;基于嵌入式Linux的工业数据采集设备以太网端口设计与实现[J];电脑编程技巧与维护;2013年16期

6 朱佳;许宜申;陈太军;成卓;许峰川;;基于RT8482的大功率LED驱动电路设计[J];现代电子技术;2012年18期

7 潘佚;刘玉静;叶树明;付秀泉;;基于MAX16802B的水下相机控制系统设计[J];计算机测量与控制;2012年07期

8 于丽;;有“塑胶水晶”之美誉的亚克力[J];科技信息;2011年07期

9 吕恩年;李洪利;司丹丹;;聚碳酸酯的生产、应用及前景展望[J];河南化工;2011年01期

10 于彦江;张志刚;徐行;罗贤虎;;深海耐压仪器舱的设计[J];海洋技术;2010年02期

相关重要报纸文章 前1条

1 曹菲;;深海摄像，把海底世界“捞”上来[N];地质勘查导报;2007年

相关博士学位论文 前2条

1 忻海平;海洋资源价值及开发战略研究[D];中国地质大学（北京）;2008年

2 周荣政;数码相机处理器设计及系统集成研究[D];复旦大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 薛缠明;基于C#的煤矿FTP上传服务系统的设计与实现[D];太原理工大学;2015年

2 杨朝伟;基于OMAP平台的深海照相系统研制[D];杭州电子科技大学;2015年

3 孟欣;基于FTP的文件高效上传方法的研究与实现[D];华南理工大学;2014年

4 李洪生;水下摄像机标定技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

5 原双杰;病理信息系统的设计与实现[D];北京交通大学;2013年

6 龚伟家;基于BUCK电路的数字DC/DC变换器[D];电子科技大学;2013年

7 李杰;Linux环境下FTP系统的设计与实现[D];吉林大学;2012年

8 杨星;基于S3C2440平台的Linux系统移植[D];北京交通大学;2011年

9 李小三;海底观测网络摄像系统设计与实现[D];浙江大学;2011年

10 郭俊锋;电压控制型Boost变换器系统的分析与设计[D];西安科技大学;2010年

本文编号：2565012