大型海洋资料浮标岸站监控与管理系统开发

发布时间：2020-10-09 14:12

　　海洋资料浮标是长期连续进行海洋监测的主要手段之一，它具有全天候、长期连续、定点监测的特点，是其它海洋监测手段无法替代的。与海洋资料浮标相配套的岸站监控与管理系统，伴随浮标一起成为各国热点研究课题。国外发达国家的海洋资料浮标岸站监控与管理系统趋于成熟和规范，在后续数据处理、系统可配置、接口标准化等方面也卓有成效，监控与管理的发展方向趋于智能化和标准化。国内的资料浮标岸站监控与管理系统起步比较晚，正在由单机版向网络版过渡。功能上，由简单检测向故障诊断、智能处理等方向发展。本课题应大型海洋资料浮标项目的要求，开发一套新型岸站监控与管理系统。该系统包含岸站实时监控、岸站数据管理和岸站测试三个子系统。首先，本文对海洋资料浮标系统以及岸站监控与管理系统的发展现状、背景、意义作了简单介绍。紧接着，对新型大型海洋资料浮标岸站监控与管理系统进行了需求分析，给出了系统总体设计方案。其次，分章节详细阐述了岸站实时监控、岸站数据管理、岸站测试三个子系统的设计开发过程及技术细节。其中，在岸站实时监控子系统开发过程中，引入两重数据压缩、两重状态机控制、智能处理以及SQL Server数据库等关键技术，提高了浮标岸站监控系统通信效率、通信可靠性、后续处理能力以及数据存储容量；在岸站数据管理子系统开发过程中，将“系统—采集器—传感器”三级对象的思想引入系统配置中，将可配置的思想引入采集器端和主机端数据文件解析中，成功地实现了复杂系统配置简单化，数据文件存储格式可配置化，进一步满足了一标多途的要求；在岸站测试子系统开发中，引入信道对象、虚拟数据源等关键技术，使得测试系统能轻易搭建起多浮标共同运行的场景，极大地方便了开发和测试工作。最后，对本文的研究工作作出了总结，指出了目前存在的一些问题，并提出了进一步完善的建议。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P715.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 大型海洋资料浮标岸站监控与管理研系统究现状
    1.2 开发新型岸站监控与管理系统的意义
    1.3 本文的主要工作及结构
2 大型海洋资料浮标岸站监控与管理系统总体设计
    2.1 需求分析
        2.1.1 监控数据特性分析
        2.1.2 安全可靠性需求分析
        2.1.3 易扩展易维护性需求分析
    2.2 系统设计
        2.2.1 总体架构设计
        2.2.2 总体数据结构设计
    2.3 本章小结
3 岸站实时监控子系统设计
    3.1 需求分析及功能设计
        3.1.1 需求分析
        3.1.2 功能设计
    3.2 数据结构及数据管理
        3.2.1 类结构
        3.2.2 数据结构
        3.2.3 两重数据压缩机制设计
        3.2.4 不定帧通信协议设计
        3.2.5 两重通信状态机控制机制设计
        3.2.6 数据智能筛选机制设计
        3.2.7 曲线送显机制设计
    3.3 数据存储
        3.3.1 数据库设计
        3.3.2 源码备份文件设计
        3.3.3 导出报表设计
    3.4 HMI 设计
        3.4.1 面向对象的多浮标实时数据界面
        3.4.2 点线结合、自由复选数据查询界面
        3.4.3 主备对照、主备可调的高级数据查询界面
        3.4.4 远程遥控特色的简单系统配置界面
    3.5 本章小结
4 岸站数据管理子系统设计
    4.1 需求分析及功能设计
        4.1.1 需求分析
        4.1.2 功能设计
    4.2 数据结构及数据管理
        4.2.1 支持可配置的 SD 卡解析数据结构
        4.2.2 面向对象的三级配置数据结构
        4.2.3 CAN 通信协议
        4.2.4 高可靠读取配置机制设计
        4.2.5 高可靠下发配置机制设计
    4.3 HMI 设计
        4.3.1 SD 卡解析界面
        4.3.2 系统在线配置界面
        4.3.3 采集器离线配置界面
        4.3.4 主机量离线配置界面
        4.3.5 传感器维护界面
    4.4 本章小结
5 岸站测试子系统设计
    5.1 需求分析及功能设计
        5.1.1 需求分析
        5.1.2 功能设计
    5.2 数据结构及数据管理
        5.2.1 虚拟数据源设计
        5.2.2 信道对象的数据结构设计
        5.2.3 通信协议设计
        5.2.4 多浮标数据轮发机制
    5.3 HMI 设计
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文

【参考文献】