海洋环境数据采集系统的研究与设计

发布时间：2023-08-01 18:11

　　海洋环境数据采集主要是采集温湿度、水流速流向、风速风向等海洋环境数据。这些数据能够让我们更好的了解海洋、监测海洋、开发海洋,更能够对航海运输保障、航道优化等交通运输领域起到积极的作用。因此,对海洋环境数据采集系统的研究与设计具有重要的意义。本文依托岛群海域重要生物资源及环境智能监测及装备技术应用示范项目(201505025-6)进行开发。首先介绍了海洋环境采集系统的研究背景与意义,同时简单对国内外的发展情况做出了说明,然后对海洋环境数据采集系统的总体结构设计进行了分析,并介绍一些相关技术。最后,完成对采集系统的软硬件设计和开发。经过运行测试,采集系统可以达到预期目标。论文设计的海洋环境数据采集系统,以两块不同系列的STM32微处理器作为主控板和驱动板的核心,两者通过CAN总线进行通讯。主控板负责控制GPRS通讯模块保持数据采集终端与远程监控中心的远程通信及数据传输;驱动板负责驱动多种传感器采集相关的水文气象数据。在硬件部分主要对数据采集终端进行了电路设计,包括主芯片的硬件基础电路、数据采集电路、GPS定位模块和GPRS无线通信模块等。软件部分主要针对终端的主控板和驱动板进行嵌入式程序开...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作
    1.4 论文结构安排
第二章 数据采集系统的方案设计与相关技术介绍
    2.1 海洋环境数据采集系统需求分析
        2.1.1 设计要求
        2.1.2 主要功能分析
        2.1.3 设计目标
    2.2 采集系统总结构设计
    2.3 GPRS技术
        2.3.1 GPRS技术简述
        2.3.2 GPRS网络结构
        2.3.3 GPRS的技术优势
    2.4 GPS技术
        2.4.1 GPS定位技术的组成
        2.4.2 定位的原理
    2.5 传感器技术
    2.6 现场总线技术
        2.6.1 现场总线技术的产生与发展
        2.6.2 现场总线技术的优点
        2.6.3 CAN总线技术
    2.7 本章小结
第三章 数据采集系统的硬件设计
    3.1 硬件结构图
    3.2 控制芯片的选择
    3.3 硬件电路设计
        3.3.1 电源电路
        3.3.2 SD卡存储电路
        3.3.3 JTAG电路
    3.4 数据采集电路设计
        3.4.1 温湿度采集电路设计
        3.4.2 气压采集电路设计
        3.4.3 风速采集模块
        3.4.4 水流速、流向的采集模块
    3.5 GPS定位模块
        3.5.1 GPS模块选型
        3.5.2 GPS模块的电路设计
    3.6 GPRS通信模块
        3.6.1 GPRS模块选型
        3.6.2 GPRS模块的电路设计
    3.7 CAN通信接口的设计
    3.8 本章小结
第四章 数据采集系统的软件设计
    4.1 开发环境搭建
        4.1.1 软件开发工具介绍
        4.1.2 仿真调试工具介绍
    4.2 采集终端的软件结构设计
        4.2.1 终端系统软件结构
        4.2.2 主控板软件结构
        4.2.3 驱动板软件结构
    4.3 数据模块采集程序
        4.3.1 温湿度数据采集
        4.3.2 气压数据采集
    4.4 GPRS通信软件设计
        4.4.1 GPRS相关AT命令
        4.4.2 GPRS通讯设计
    4.5 GPS定位软件设计
        4.5.1 NMEA通讯协议
        4.5.2 GPS定位程序设计流程
        4.5.3 GPS定位数据采集流程
    4.6 CAN通信的软件设计
        4.6.1 CAN总线的初始化
        4.6.2 CAN总线通信收发程序
    4.7 本章小结
第五章 运行与测试
    5.1 GPS定位测试
    5.2 主控板测试
    5.3 远程监控平台测试
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3838104