基于CAN总线和ARM的科学仪器插座模块研究
发布时间：2021-12-30 09:24
海底观测网络是海洋观测的新平台,能够实现长期、原位、实时的连续观测。科学仪器插座模块（Scientific Instrument Interface Module,简称SIIM）是海底观测网络中的重要组成部分,为网络中的观测仪器提供丰富的仪器接口。本文首先介绍了海洋观测技术的发展以及全球研究和建设海底观测网络热潮,综述了国内外SIM的研究现状。根据本课题是用的CAN总线,本文介绍了CAN总线在海洋技术装备的应用现状以及CAN总线的基本原理。根据海洋观测仪器的接口类型的统计数据,对SIIM进行了需求分析,提出了SIIM的技术指标。根据SIIM的技术指标,提出了SIIM的总体设计方案。重点针对SIIM中的数据采集与传输系统,本文提出了基于CAN总线和ARM的控实现方案。整个系统采用分布式的控制方式,监控板主要监测内部和端口的状态并控制端口的开闭,核心板通过CAN总线与监控板进行数据传输。为了方便监控系统的运行状态,设计了上位机软件,上位机与核心板通过以太网进行通信,采用的是基于TCP协议的C/S模型。海洋技术装备对可靠性的要求较高,而散热问题是影响可靠性的重要原因。SIIM中的主要产热部分...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外SIIM研究现状
1.3 CAN总线在海洋技术装备中的应用现状
1.4 CAN总线通信协议理论基础
1.4.1 CAN总线简介
1.4.2 CAN总线的分层结构
1.4.3 CAN总线的报文格式
1.4.4 CAN总线逻辑电平与通信距离
1.5 课题研究目的和意义
1.6 课题主要研究内容
1.7 本章小结
第2章 系统总体设计
2.1 系统需求分析和设计指标
2.1.1 需求分析
2.1.2 主要功能和技术指标
2.2 SIIM的总体设计
2.3 各个系统功能设计
2.4 海洋化电子设计方法
2.4.1 电能传输和供给系统设计
2.4.2 数据传输与通信系统设计
2.4.3 数据采集与控制系统设计
2.4.4 电子腔结构设计
2.4.5 可靠性设计
2.5 本章小结
第3章 数据采集与控制系统设计
3.1 数据采集与控制系统硬件设计
3.2 状态参数采集电路设计
3.3 数据采集与控制系统程序设计
3.4 本章小结
第4章 数据传输与通信系统设计
4.1 数据传输与通信系统总体设计
4.2 上位机与核心板之间以太网通信
4.2.1 上位机软件设计
4.2.2 核心板以太网通信设计
4.3 核心板与监控板之间的CAN总线通信
4.3.1 SIIM的CAN总线协议设计
4.3.2 核心板CAN总线通信设计
4.3.3 监控板CAN总线设计
4.4 本章小结
第5章 SIIM散热设计
5.1 散热理论及方法
5.1.1 热量传递的三种方式
5.1.2 海洋技术装备的散热方法
5.2 SIIM散热结构设计与机理分析
5.2.1 散热结构设计
5.2.2 散热机理分析
5.3 散热仿真分析
5.4 本章小结
第6章 SIIM的系统集成与试验研究
6.1 控制系统测试
6.1.1 控制系统测试平台
6.1.2 测试结果分析
6.2 海试与结果分析
6.2.1 ZERO系统布放
6.2.2 海试结果分析
6.3 不足和经验
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋平台用蓄电池选型及容量计算探讨[J]. 许南,王飚,孔凡旭. 科技风. 2013(14)
[2]光纤通信在ROV系统中的应用[J]. 张永祥,张晓. 中国石油和化工标准与质量. 2013(11)
[3]美国MARS海底观测网络中国节点试验[J]. 彭晓彤,周怀阳,吴邦春,吕枫,吴正伟,杨灿军,李培良,李德俊,金波,冯正平,李德平. 地球科学进展. 2011(09)
[4]海洋能发电技术的发展现状与前景[J]. 游亚戈,李伟,刘伟民,李晓英,吴峰. 电力系统自动化. 2010(14)
[5]水声通信网综述[J]. 魏昕,赵力,李霞,邹采荣. 电路与系统学报. 2009(06)
[6]深海液压主从式机械手控制器[J]. 杨申申,汤国伟,王璇. 海洋技术. 2009(01)
[7]水下低功耗数据采集器设计[J]. 秦华伟,杜加友,杨微. 杭州电子科技大学学报. 2007(03)
[8]基于CAN总线的自主水下航行器内部通信与仿真[J]. 刘卫东,高立娥,徐建宁,姬岩鹏,丁艺林. 系统仿真学报. 2007(06)
[9]水下机器人手爪力感知系统研究[J]. 邱联奎,雷建和,宋全军,余永,葛运建. 传感技术学报. 2006(04)
[10]关于建设海底观测平台的建议[J]. 汪品先. 学会. 2005(05)
硕士论文
[1]基于嵌入式PC的海底观测网络观测器插座模块的设计和研究[D]. 兰瑞洪.浙江大学 2014
[2]无人船锂电池管理系统的研究与设计[D]. 高波.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于STM32的嵌入式web服务器的设计[D]. 陈明.武汉理工大学 2013
[4]基于多种通信方式的海洋资料浮标数据接收系统研究及数据分析[D]. 李保成.中国海洋大学 2012
[5]基于同轴电缆的能源与多路视频混合传输系统研制[D]. 简伟.杭州电子科技大学 2012
[6]海底接驳盒散热系统研究与实现[D]. 俞徐海.浙江大学 2010
[7]深海非接触式双向信号传输技术研究[D]. 赵伟.浙江大学 2004
本文编号：3557918
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外SIIM研究现状
1.3 CAN总线在海洋技术装备中的应用现状
1.4 CAN总线通信协议理论基础
1.4.1 CAN总线简介
1.4.2 CAN总线的分层结构
1.4.3 CAN总线的报文格式
1.4.4 CAN总线逻辑电平与通信距离
1.5 课题研究目的和意义
1.6 课题主要研究内容
1.7 本章小结
第2章 系统总体设计
2.1 系统需求分析和设计指标
2.1.1 需求分析
2.1.2 主要功能和技术指标
2.2 SIIM的总体设计
2.3 各个系统功能设计
2.4 海洋化电子设计方法
2.4.1 电能传输和供给系统设计
2.4.2 数据传输与通信系统设计
2.4.3 数据采集与控制系统设计
2.4.4 电子腔结构设计
2.4.5 可靠性设计
2.5 本章小结
第3章 数据采集与控制系统设计
3.1 数据采集与控制系统硬件设计
3.2 状态参数采集电路设计
3.3 数据采集与控制系统程序设计
3.4 本章小结
第4章 数据传输与通信系统设计
4.1 数据传输与通信系统总体设计
4.2 上位机与核心板之间以太网通信
4.2.1 上位机软件设计
4.2.2 核心板以太网通信设计
4.3 核心板与监控板之间的CAN总线通信
4.3.1 SIIM的CAN总线协议设计
4.3.2 核心板CAN总线通信设计
4.3.3 监控板CAN总线设计
4.4 本章小结
第5章 SIIM散热设计
5.1 散热理论及方法
5.1.1 热量传递的三种方式
5.1.2 海洋技术装备的散热方法
5.2 SIIM散热结构设计与机理分析
5.2.1 散热结构设计
5.2.2 散热机理分析
5.3 散热仿真分析
5.4 本章小结
第6章 SIIM的系统集成与试验研究
6.1 控制系统测试
6.1.1 控制系统测试平台
6.1.2 测试结果分析
6.2 海试与结果分析
6.2.1 ZERO系统布放
6.2.2 海试结果分析
6.3 不足和经验
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋平台用蓄电池选型及容量计算探讨[J]. 许南,王飚,孔凡旭. 科技风. 2013(14)
[2]光纤通信在ROV系统中的应用[J]. 张永祥,张晓. 中国石油和化工标准与质量. 2013(11)
[3]美国MARS海底观测网络中国节点试验[J]. 彭晓彤,周怀阳,吴邦春,吕枫,吴正伟,杨灿军,李培良,李德俊,金波,冯正平,李德平. 地球科学进展. 2011(09)
[4]海洋能发电技术的发展现状与前景[J]. 游亚戈,李伟,刘伟民,李晓英,吴峰. 电力系统自动化. 2010(14)
[5]水声通信网综述[J]. 魏昕,赵力,李霞,邹采荣. 电路与系统学报. 2009(06)
[6]深海液压主从式机械手控制器[J]. 杨申申,汤国伟,王璇. 海洋技术. 2009(01)
[7]水下低功耗数据采集器设计[J]. 秦华伟,杜加友,杨微. 杭州电子科技大学学报. 2007(03)
[8]基于CAN总线的自主水下航行器内部通信与仿真[J]. 刘卫东,高立娥,徐建宁,姬岩鹏,丁艺林. 系统仿真学报. 2007(06)
[9]水下机器人手爪力感知系统研究[J]. 邱联奎,雷建和,宋全军,余永,葛运建. 传感技术学报. 2006(04)
[10]关于建设海底观测平台的建议[J]. 汪品先. 学会. 2005(05)
硕士论文
[1]基于嵌入式PC的海底观测网络观测器插座模块的设计和研究[D]. 兰瑞洪.浙江大学 2014
[2]无人船锂电池管理系统的研究与设计[D]. 高波.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于STM32的嵌入式web服务器的设计[D]. 陈明.武汉理工大学 2013
[4]基于多种通信方式的海洋资料浮标数据接收系统研究及数据分析[D]. 李保成.中国海洋大学 2012
[5]基于同轴电缆的能源与多路视频混合传输系统研制[D]. 简伟.杭州电子科技大学 2012
[6]海底接驳盒散热系统研究与实现[D]. 俞徐海.浙江大学 2010
[7]深海非接触式双向信号传输技术研究[D]. 赵伟.浙江大学 2004
本文编号：3557918
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3557918.html
