海洋潜标通信电子系统的研究
发布时间：2021-08-29 18:05
本文介绍了一套海洋潜标通信电子系统,该系统可以将潜标设备采集的水文数据和潜标状态、位置信息通过卫星通信及时的发送到地面岸站。系统主要由主控仓、通信浮标、电动机、潜标设备、上位机五部分组成,在工作过程中主控仓内的电子系统对其余部分的动作进行总体控制。通过查阅国内外浮、潜标相关资料,结合国内浮、潜标技术发展现状,使用水声通信、卫星通信等多种通信方式相结合的方法,实现了将海底潜标采集的水文数据发送到地面岸站的目的。本文主要介绍了海洋潜标通信电子系统的硬件电路设计和软件程序设计,包括主控仓各模块所需的外围电路,以及系统各个模块的程序控制流程,并最终完成了系统调试。本系统大大提高了潜标设备数据的实时性和可靠性,并且利用GPS发送通信浮标的位置信息,降低了后期潜标回收的难度。另外,通过上位机对卫星转发到目的邮箱的水文数据进行初步的处理,降低了后期工作人员的工作量。该系统解决了目前潜标设备在应用过程中存在的难题,因此具有广阔的应用前景。
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１有刷直流电动机结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈｅｄ?ＤＣ?ｍｏｔｏｒ??
２．４系统总体设计方案??该系统主要由通信浮标、主控仓、电动机、潜标设备和上位机五部分组成。??系统总体结构如图２．２所示。??／?，，－?＞＞一一通信卫星??岸站?Ａ?、?＾???＼?＼??ｘＡｊ?＾??Ｊ?＿?＼微控制器＼ｇｐｓ模块／?７平面??ＶｉＷｉｆｉｍ?ｍｉｋＬ??＼水声丨Ｍｏｄｅｍ?／通信浮标??绳绳主，Ｉ?—潜标、??机?ｊ?绞盘?＼?主４板?／??＾电机驱动模块｜?／??电源?／??Ｉ?／?＼?／?＼￣７＿Ｋ?声?Ｍｏｄｅｍ?／??／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／?／?／?／?／?／?／?￣??图２．２系统总体结构示意图??Ｆｉｇ，?２．２?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??通信浮标内的电子系统主要包含单片机最小系统、铱星ＳＢＤ模块、ＧＰＳ模??块、ＶＨＦ发射模块、深度计模块和供电电源。主控仓内的电子系统则主要由主??控板、ＶＨＦ接收模块、电动机驱动模块和电源组成。通信浮标和主控仓外各挂??载一个可用于水下远距离通信的水声Ｍｏｄｅｍ。为保证电动机的可靠运行，主控??板通过电机驱动模块对电动机进行驱动，由电动机带动绞盘完成缆绳收放。铱??星模块的功能是将存于通信浮标ＳＤ卡中的水文数据传递给卫星，卫星再将数??据传回地面岸站，工作人员再使用上位机对数据进行初步处理。ＧＰＳ模块用于??对系统进行定位
洋潜标通信电子系统的整体功能要求，分析得知主控仓内电子系统主要需完成??ＭＳＰ４３０单片机最小系统、通信电路、电机控制电路、电机调速电路、电源稳??压电路等硬件电路设计。系统的硬件结构如图３．１所示。??一电机控制电路—?—｜复位电路￣￣??电动机驱动模块——一?ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８?—｜程序下载电路??１…Ｔ：?．．，丨－和报■路厂??Ｈ醫微模块Ｉ??电动机?????１￣?—?＝！??．?Ｉ?＇?１－电机调速电路——?——通信电路一一潜标设备??２４Ｖ锂电池????????｜?＝＼?????—水声?Ｍｏｄｅｍ??电源稳压电路?＾???Ｉ??１２Ｖ锂电池??图３．１主控仓系统硬件结构框图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｅ?ｈａｒｄｗａｒｅ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｔｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋强国建设的新指南[J]. 林建华,邹冠男. 大连干部学刊. 2018(01)
[2]海洋环境治理研究综述[J]. 龚虹波. 浙江社会科学. 2018(01)
[3]一种基于STM32单片机的直流电动机测速装置设计[J]. 邓滨,辛建军,张瑾,张孟强. 数字技术与应用. 2017(12)
[4]中国海洋资源开发与海洋经济增长关系[J]. 王泽宇,卢函,孙才志. 经济地理. 2017(11)
[5]无刷直流电动机工作原理及其优化控制[J]. 陈忠禄. 新技术新工艺. 2017(11)
[6]基于霍尔传感器的无刷直流电机改进测速方法[J]. 韩仁银,郭阳宽,祝连庆,贺庆. 仪表技术与传感器. 2017(10)
[7]基于单片机的直流电机PWM调速系统设计[J]. 王波,江世明. 电子世界. 2017(18)
[8]噪声测量潜标主控模块设计与实现[J]. 傅翔毅,王科明,韦俊霞,李东明. 声学与电子工程. 2017(03)
[9]无刷直流电机驱动控制系统的设计与优化[J]. 魏崇毓,徐连伟. 电子设计工程. 2017(09)
[10]我国海洋信息化发展现状分析及展望[J]. 程骏超,何中文. 海洋开发与管理. 2017(02)
硕士论文
[1]基于内容的电子邮件过滤系统的研究[D]. 王林平.电子科技大学 2010
本文编号：3371128
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１有刷直流电动机结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈｅｄ?ＤＣ?ｍｏｔｏｒ??
２．４系统总体设计方案??该系统主要由通信浮标、主控仓、电动机、潜标设备和上位机五部分组成。??系统总体结构如图２．２所示。??／?，，－?＞＞一一通信卫星??岸站?Ａ?、?＾???＼?＼??ｘＡｊ?＾??Ｊ?＿?＼微控制器＼ｇｐｓ模块／?７平面??ＶｉＷｉｆｉｍ?ｍｉｋＬ??＼水声丨Ｍｏｄｅｍ?／通信浮标??绳绳主，Ｉ?—潜标、??机?ｊ?绞盘?＼?主４板?／??＾电机驱动模块｜?／??电源?／??Ｉ?／?＼?／?＼￣７＿Ｋ?声?Ｍｏｄｅｍ?／??／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／?／?／?／?／?／?／?￣??图２．２系统总体结构示意图??Ｆｉｇ，?２．２?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??通信浮标内的电子系统主要包含单片机最小系统、铱星ＳＢＤ模块、ＧＰＳ模??块、ＶＨＦ发射模块、深度计模块和供电电源。主控仓内的电子系统则主要由主??控板、ＶＨＦ接收模块、电动机驱动模块和电源组成。通信浮标和主控仓外各挂??载一个可用于水下远距离通信的水声Ｍｏｄｅｍ。为保证电动机的可靠运行，主控??板通过电机驱动模块对电动机进行驱动，由电动机带动绞盘完成缆绳收放。铱??星模块的功能是将存于通信浮标ＳＤ卡中的水文数据传递给卫星，卫星再将数??据传回地面岸站，工作人员再使用上位机对数据进行初步处理。ＧＰＳ模块用于??对系统进行定位
洋潜标通信电子系统的整体功能要求，分析得知主控仓内电子系统主要需完成??ＭＳＰ４３０单片机最小系统、通信电路、电机控制电路、电机调速电路、电源稳??压电路等硬件电路设计。系统的硬件结构如图３．１所示。??一电机控制电路—?—｜复位电路￣￣??电动机驱动模块——一?ＭＳＰ４３０Ｆ５４３８?—｜程序下载电路??１…Ｔ：?．．，丨－和报■路厂??Ｈ醫微模块Ｉ??电动机?????１￣?—?＝！??．?Ｉ?＇?１－电机调速电路——?——通信电路一一潜标设备??２４Ｖ锂电池????????｜?＝＼?????—水声?Ｍｏｄｅｍ??电源稳压电路?＾???Ｉ??１２Ｖ锂电池??图３．１主控仓系统硬件结构框图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｔｈｅ?ｈａｒｄｗａｒｅ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｔｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋强国建设的新指南[J]. 林建华,邹冠男. 大连干部学刊. 2018(01)
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[9]无刷直流电机驱动控制系统的设计与优化[J]. 魏崇毓,徐连伟. 电子设计工程. 2017(09)
[10]我国海洋信息化发展现状分析及展望[J]. 程骏超,何中文. 海洋开发与管理. 2017(02)
硕士论文
[1]基于内容的电子邮件过滤系统的研究[D]. 王林平.电子科技大学 2010
本文编号：3371128
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