基于μcosⅢ的嵌入式以太网在海洋维权执法浮标上的实现

发布时间：2020-10-08 22:18

　　 近些年，随着海洋资源越来越受到全世界普遍的重视，各国间的领海争端日益加剧。我国有着东部和南部大陆海岸线1.8万多千米，领海面积（含内海和边海的水域面积）约470多万平方千米。在如此广阔的海域维护国家和人民的利益不受侵害是项极其艰巨的任务。 海洋维权执法浮标基于目前运行的大型海洋资料型浮标安装高清晰度图像采集系统和声学传感器阵列，定点获取关键海域舰船信息，提升全天候探测、获取海洋侵权目标能力；分别研制基于浮标卫星的高速数据实时传输系统，实现对侵权目标的特征识别和研判；综合集成上述探测技术、传输技术和分析研判技术等，在东海活动敏感区开展示范应用，通过水面和水下监视监控，为维权执法提供应急保障技术支撑。浮标处在远离陆地的海上，环境恶劣，要把浮标监测到的情况实时的采集并准确的发送到岸上的控制台以便及时采取措施实施维权是一个必须解决的问题。以太网与传统的串口通信相比较，具有通信距离远，通信质量稳定，通信流量高等特点。通过以太网将浮标和岸上观测站构成一个局域网，可以实现浮标和岸站之间包括数据信号和控制信号的传输。从而实现岸站对浮标所在海域的水文气象、浮标状态和是否有侵权目标都有实时的监测，以便采取相应的措施。 本文主要研究海洋维权执法浮标的数据采集系统，采用ST公司生产的基于ARM32位Cortex-M3的STM32F207为主控芯片，通过移植嵌入式操作系统μCOSⅢ管理数据信号采集，控制命令发送，数据存储等，通过移植基于轻型TCP/IP协议的嵌入式以太网实现浮标与岸站的通信。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：P715.2;TP393.11
【部分图文】：

浮标信息采集系统是搭载在固定在某海域的漂浮体上，实现对所在海域的所需信息的集成，完成浮标上图像信息、水声信息、水文环境参数信息、浮标体安全参数信息的采集、存储和传输。岸站通信控制软件负责岸站卫星通信侧数据的集成，负责在浮标和岸站各应用软件之间建立起可靠的数据连接，是数据上传下达的中枢。它负责将浮标上传的数据可靠的存储并分发给相应的应用软件，并将各应用软件的控制信息下传至浮标系统。2.1 浮标信息采集部分浮标上电气部分分为：浮标安全信息、水文气象数据、声阵列、声指纹识别模块、全景视频模块及电源模块的状态信息等部分组成。浮标信息采集系统的总体框图如图 2-2。图 2-1 维权浮标工作示意图

图 1-2 浮标采集系统总体结构图各设备与浮标主机的接口形式如表 2-1 所示：表 2-1 设备与浮标主机的接口序号 分类 设备名称 接口类型1 图像采集高清图像采集与识别系统 100M 以太网络接口2 水下声阵列信息采集与识别系统 100M 以太网络接口3 高速卫星通信系统 100M 以太网络接口4水文气象传感器风传感器 风速：脉冲量风向：模拟量(0-5v)5 温湿传感器 气温：模拟量(0-5v)湿度：模拟量(0-5v)6 气压传感器 模拟量(0-5v)7 波浪传感器 RS2328 水温传感器 普通数字 IO 口9 方位 RS23210浮标体GPS RS23211 舱温 普通数字 IO 口12 水警 数字量输入

该系统已成功应用于我国的大型资料浮标上,其体系结构如图2-3。主风温湿前端采集器ADCP水质能见度主波浪温、盐CAN总线浮标系统主机北斗/Inmarsat-CCDMA/GPRS岸站接收浮标体主气压主方位门控、进水舱温、锚灯数据中心Internet或专用网络网络交换机网络交换机卫星通信机卫星通信机GPS蓄电池太阳能前端采集器备风备波浪备气压备方位主温湿图 2-3 基于 CAN 总线的浮标系统示意图针对本项目集成的需求，系统的体系结构仍采用上述基于 CAN 总线的分布式数据采集系统的体系结构，增加一种支持以太网络的前置采集器，用于处理图像、水声信息和高速卫星通信的信息。具体的系统结构图 2-4。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张峰,吴洪波,薛华欣,吴蓓莉,陈建民;羰基硫的光氧化反应研究[J];复旦学报(自然科学版);2003年03期

2 韩洪伟;昌军胜;季双风;;嵌入式以太网在变电站自动化系统中的应用[J];黑龙江科技信息;2008年29期

3 仇超;;基于STC单片机的网络接口设计[J];内江科技;2008年10期

4 张丽娟;;分层式结构变电站自动化通信系统研究综述[J];科技信息(学术研究);2007年13期

5 苏静明;;嵌入式以太网通信网络安全研究[J];科技情报开发与经济;2008年17期

6 翁昭宇,黄企洲;“南浮一号”浮标体和锚碇系统研制中的模拟实验[J];热带海洋学报;1983年01期

7 芦焱;;条件接收系统智能卡COS研究与设计[J];科技信息;2011年18期

8 张旭;高强;张芳;;TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的移植实现[J];科技资讯;2008年12期

9 袁新,王景田;船型海洋资料浮标的设计[J];海洋科学进展;2002年02期

10 杨瑞霞;;智能卡的安全性分析[J];河北省科学院学报;2006年03期

相关会议论文 前10条

1 黄庆海;;嵌入式二层以太网交换机的开发与应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年

2 吴平;曹晓琳;丁铁夫;;基于嵌入式以太网的语音采集传输系统[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

3 伍小刚;郭涛;;嵌入式以太网在高压数字保护装置中的实现[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年

4 姚之宁;赵建国;刘炳旭;孙媛媛;;基于嵌入式以太网的电力信息传输的研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

5 童晓姝;阮学斌;;基于RTL8019AS的HMI以太网模块的实现[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年

6 赵平;鲍金玲;李涛;俞沅;;海上溢油浮标跟踪定位及动态监控技术研究[A];2010年船舶防污染学术年会论文集[C];2010年

7 赵平;鲍金玲;李涛;俞沅;;海上溢油浮标跟踪定位及动态监控技术研究[A];中国航海科技优秀论文集（2010）[C];2010年

8 赵宏颖;方尔正;李冬方;;波浪运动对浮标无线电通信的影响分析[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年

9 蒋永年;冯平;肖玮;;基于LPC2294和μCOS-Ⅱ的储油罐区测控系统智能节点设计[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

10 费新元;陶彦辉;沈建华;;智能IC卡系统的安全设计[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 ;一年半超过YAHOO！[N];计算机世界;2000年

2 驻沪记者 魏峗;COS认证,仅是一个开始[N];医药经济报;2009年

3 边锋;Lycos要跻身三大门户[N];中国计算机报;2001年

4 本报记者 朱戈;Lycos敲响中文门户[N];计算机世界;2000年

5 姜恒　易言 （本报记者 姜恒）;何时走出COS“证书门”之尴尬[N];中国医药报;2009年

6 北京 丁传绂;别忘功率因数COSφ[N];电子报;2009年

7 中国医保商会 柳燕;COS认证,是门槛还是利器？[N];中国医药报;2009年

8 记者 边锋;Lycos Asia收购Myrice[N];中国计算机报;2001年

9 ;COS中国网助科学家进入全球研究领域[N];科技日报;2000年

10 本报记者 董军;豪门决战互联网中盘战打响[N];中国经营报;2001年

相关博士学位论文 前6条

1 黄艳松;基于浮标观测资料的海气通量计算方法研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2011年

2 李凯;COS、CS_2水解催化剂的开发及机理研究[D];昆明理工大学;2013年

3 党一兵;壳寡糖影响小鼠及其脾脏CD11c~+树突细胞免疫功能的相关研究[D];大连医科大学;2011年

4 刘斌;分布式高频地波雷达阵列误差有源校准[D];武汉大学;2012年

5 任秀蓉;铁锰基吸附剂中温脱硫性能及气氛效应的研究[D];太原理工大学;2010年

6 李贤;壳寡糖细胞内的亚定位及其在NF-κB通路、抗肿瘤、成骨分化中的作用[D];暨南大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 潮群;基于μcosⅢ的嵌入式以太网在海洋维权执法浮标上的实现[D];中国海洋大学;2013年

2 舒胜强;基于组态方法的嵌入式以太网测控系统研究与实践[D];苏州大学;2010年

3 蔡姣;智能卡COS结构分析与模型构造[D];广东工业大学;2012年

4 刘瑞玲;智能卡COS的质量评价体系研究[D];广东工业大学;2011年

5 史会敏;嵌入式以太网在农田信息远程监测系统中的应用[D];山东大学;2013年

6 宁咏梅;智能卡操作系统(COS)的系统测试方法的设计与实现[D];上海交通大学;2011年

7 王晓;嵌入式以太网技术研究及其在风机监测系统中的应用[D];山东科技大学;2010年

8 杨俊;基于B/S模式的嵌入式以太网控制器设计[D];苏州大学;2011年

9 郑姣;基于智能卡COS的电子现金系统设计与测试[D];上海交通大学;2013年

10 张立;活性炭脱硫过程中COS产生机理的研究[D];太原理工大学;2011年

本文编号：2832834