基于支持FINS驱动的PLC在传感器时间常数测量系统中的应用研究

传感器时间常数测量系统软件作为测量信息管理系统,要求同时具备对测量系统的现场过程控制功能。系统中采用了支持FINS驱动的PLC实现了信息管理系统功能扩展,详细介绍了FINS驱动的优势,并采用上位机RS232串口直连PLC的通信方式实现了信息管理系统对现场过程的控制,改变了传统现场过程控制使用组态软件的限制。     

水下自航行观测平台开放式同步实时测量系统设计与实现

针对多传感器测量系统中存在的同步、实时测量不容易实现的问题,提出了解决方案。基于开放式、面向任务、模块化设计思想,设计并实现了实时数据采集系统的硬件结构和软件系统。研究并实现了基于I2C总线的多路传感器控制系统,描述了开放式应用控制协议的设计。介绍了主控制器端和传感器控制端软件结构及其实现。实现了多传感器测量任务并发执行,保证了各个传感器测量数据的实时性和有效性。     

构建一种PNI磁传感器的舰船磁场信号检测系统

针对舰船磁场检测这一问题,提出了一种利用 PNI 磁传感器测量的方案,并设计了一套由 STC15 单片机控制的舰船磁场检测系统。 系统由 PNI 磁传感器、STC15 单片机、串口通讯模块、电源分配模块和上位机组成,实现了信号的采集、调理、传输和分析处理的过程。 最后,通过水池船模试验证明了该测量系统能够实现对舰船磁场信号进行检测。     

基于物联网的土壤盐渍化实时监测管理系统设计

全球约有10亿ha的土壤受到盐渍化的危害,对其的监测、评价、预警对于农业开发及粮食增产具有重要的指导意义。基于物联网技术研发了一套原位滨海盐渍土的监测管理系统,系统包括上位机、下位机及传感器终端。其中传感器终端采用四针型传感器进行测量,同时测量温度和含水率等参数以对电导率进行校正。下位机由中央控制模块、通讯模块、测量模块及电源管理模块组成。中央控制模块采用CC2530微控制器,而通讯单元则采用GTM900-C GSP/GPRS通讯模块进行数据的原位传输。上位机采用兼容性与扩展性良好的MVC架构,数据调用采用Data Service和Map Data Service模块相结合,以实现数据的空间和图层的同步调用功能。此外,网络协议软件和客户端应用程序的设计使得整个监测系统可以时分发、存储、查询和管理测量土壤盐化数据。该套系统的设计研发为滨海盐渍土的开发管理提供了一种新的手段。     

基于CR1000 的海洋剖面测量平台双重数据系统设计

为新型海洋剖面测量平台设计了一种基于CR1000数据采集仪的数据存储安全和数据读取方便的双重数据系统.第一重数据,分散存储于自容式传感器,传感器的上位机软件通过CR1000来读取;第二重数据,集中存储在CR1000的数据扩展模块中,通过海洋剖面测量平台的上位机软件直接读取.实验结果表明,该存储方案可有效地实现采样数据的存储和读取,从而最大限度地保证了新型海洋剖面测量平台的数据安全.     

一种智能化油位测量仪

一、概述本文介绍的油位测量仪能同时对多个储油罐中的油位高度进行自动测量、数字显示、打印报表和声光报警。与原先的浮子式标尺测高法相比较,提高了准确度,节省了人力,为液位测量的智能化提供了新方法。这种油位测量仪主要由压力传感器和单片微机终端两部分组成,之间用电缆连接。压力测量采用YLY2型振弦式压力传感器,它能把液体静压直接转换为频率输出,便于远距离传输和数字化处理。终端采用MCS-48系列单片微机,完成多路数据采集、多次回归、温度补偿自动报警等功能。     

温度传感器在小型ROV系统中的应用与研究

介绍了一种响应时间快、高精度、低功耗的温度传感器软硬件设计。传感器与ROV之间采用有缆方式进行通信,使得ROV可以方便有效地控制温度传感器,并可根据具体测量环境改变加装方式和通信模式。模块化的设计减小了传感器的体积使其可方便地集成在小型ROV系统或其它测量平台上。     

C8051F单片机在海洋化学传感器中的应用

将具有体积小、低功耗、运行速度快等特点的C8051F单片机,应用于海洋现场监测的化学传感器数据处理中,为现场测量传感器要求的高可靠性、低功耗提供技术保证.简要介绍了C8051F单片机的性能特点,以及如何应用于负二价硫传感器数据处理.     

一种新型便携式旋桨流速仪

介绍了一种新型BH-1型便携式旋桨流速仪,主要由自主研制的流速传感器、手持式主机及微机数据回放处理软件三部分组成.其传感器采用独特的导流筒和导流罩结构设计,增加了系统的抗干扰能力,有效提高了测量准确性.应用单片机技术实现了数据的实时检测与处理,多路存储以及瞬时测量流量功能.通过静态试验标定,表明该流速仪测量范围(0.04～4)m/s,非线性误差为0.874%.该流速仪结构新颖、使用轻巧方便、稳定可靠,已广泛应用于国家海洋局对陆源入海排污口排污监测和海洋环境管理工作中.     

HJF1—1型浮标传感器检定用测量装置

本文从传感器检定时如何保证准确地测量其输出信号的角度出发,分析了过去几年我国检定MAREX浮标传感器工作中在测量方面存在的问题,介绍了为解决这些问题而研制的“HJF1-1型浮标传感器检定用测量装置”的工作原理、基本组成和设计思想,并列举了两个实例比较不同测量、计算方法对检定结果的影响,从而提出了在海洋环境自动监测系统的传感器检定工作中一个值得注意的普遍性问题。     

CTD传感器在ROV系统中的扩展及其应用

CTD可以获取海洋物理学环境参数,为海洋物理学的研究提供重要的基础性数据,而ROV作为重要的海洋探测工具和科学研究平台已经在世界各国主要的海洋研究机构中得到广泛应用。根据＂海狮号＂ROV系统的体系结构特点,对其通讯、控制和电源等接口进行扩展,实现了CTD传感器在ROV上的应用,并在海洋区域地质调查的ROV测站作业时进行了CTD数据的采集,数据质量满足了海洋区域地质调查的要求。     

压力传感器的自动标定技术

针对压力测量设备生产和维护过程中,对关键部件压力传感器标定处于手工操作状态、效率低、操作人员不易掌控、标定结果处置复杂的现状,开发了针对压力传感器的自动标定技术。该技术将计算机控制、智能化、曲线拟合和误差分析引入到压力传感器的标定过程中,大幅度提高了标定的效率和可靠性。经此技术标定过的压力探头,在使用中具有互换性,减轻了数据后处理工作的难度。     

电子罗盘校准方法的设计与实现

电子罗盘在波浪浮标中用于实时提供波浪浮标所处的方位.为解决嵌入了Matlab的电子罗盘校准系统可移植性差、过程繁杂、运行速度慢的问题,设计了新的校准系统.将由14位串行A/D转换器Max194从波高数据采集系统中获得的模拟信号转换成的数字信号接入到微控制器中,微控制器负责控制方位数据的采样频率和A/D转换芯片,再利用串口转换芯片将输出的电平信号转换成RS232信号,由计算机对此进行处理.该系统采用了绘图功能完备、处理速度出众、可移植性好的ProEssentials结合VC++来处理多功能方位测试台采集到的方位数据,并绘制成采样数据比较图和误差图,来直观地展现电子罗盘的误差情况.实验测试表明,该电子罗盘校准系统具有可移植性好、功耗低、稳定性强、运行速度快的特点.该校准系统已经广泛应用于波浪浮标、3m浮标等的生产中.     

A Simulation Model for the Evaluation of the Electrical Power Potential Harnessed by a Marine Current Turbine

This paper deals with the development of a Matlab-Simulink model of a marine current turbine system through the modeling of the resource and the rotor. The simulation model has two purposes: performances and dynamic loads evaluation in different operating conditions and control system development for turbine operation based on pitch and speed control. In this case, it is necessary to find a compromise between the simulation model accuracy and the control-loop computational speed. The blade element momentum (BEM) approach is then used for the turbine modeling. As the developed simulation model is intended to be used as a sizing and site evaluation tool for current turbine installations, it has been applied to evaluate the extractable power from the Raz de Sein (Brittany, France). Indeed, tidal current data from the Raz de Sein are used to run the simulation model over various flow regimes and yield the power capture with time.     

Supervisory control system for the JASON ROV

A prototype supervisory control system for a remotely operated vehicle (ROV) is described and several key elements demonstrated in simulation and in-water tests. This system is specifically designed to fill the needs of JASON, a new ROV under development that will perform scientific tasks on the seafloor to depths of 6000 m. JASON will operate from the ARGO towed imaging platform, which is currently operational. Supervisory control is a paradigm for combined human and computer control. Several key elements of the supervisory control system are presented. These include the closed-loop positioning system based on a high-resolution acoustic navigation system, a monitoring capability for assessing performance and detecting undesirable changes, and an interface that allows the human operator and the computer system to specify the desired vehicle trajectory jointly.     

Nonlinear adaptive control of an underwater towed vehicle

This paper addresses the problem of simultaneous depth tracking and attitude control of an underwater towed vehicle. The system proposed uses a two-stage towing arrangement that includes a long primary cable, a gravitic depressor, and a secondary cable. The towfish motion induced by wave driven disturbances in both the vertical and horizontal planes is described using an empirical model of the depressor motion and a spring-damper model of the secondary cable. A nonlinear, Lyapunov-based, adaptive output feedback control law is designed and shown to regulate pitch, yaw, and depth tracking errors to zero. The controller is designed to operate in the presence of plant parameter uncertainty. When subjected to bounded external disturbances, the tracking errors converge to a neighbourhood of the origin that can be made arbitrarily small. In the implementation proposed, a nonlinear observer is used to estimate the linear velocities used by the controller thus dispensing with the need for costly sensor suites. The results obtained with computer simulations show that the controlled system exhibits good performance about different operating conditions when subjected to sea-wave driven disturbances and in the presence of sensor noise. The system holds promise for application in oceanographic missions that require depth tracking or bottom-following combined with precise vehicle attitude control.     

基于单片机和模糊控制的浮标自动防碰撞系统

针对海洋观测浮标易受过往船只碰撞及恶劣天气的影响而损坏,提出了基于单片机和模糊控制的浮标自动防碰撞系统。该系统以C8051F340单片机作为核心控制芯片,设计了控制系统的软硬件,实现了信号的采集、处理、分析和传送。以距离、风速信号及其变化量作为输入变量,建立了相应的模糊控制规则和控制算法,设计了模糊控制器,为浮标长期、安全运行提供了保证,并为海洋测量仪器实现智能化控制奠定了基础。     

计算机辅助配模设计

提出计算机辅助配模系统采用与常规计算机绘图系统相同的硬件配置，可使系统具备良好的图形功能和入机界面；系统流程分＂数据输入＂，＂数据转换＂，＂配模设计＂和＂图形绘制＂四个阶段．墙体以中线数据（Ｔ，Ｌ，Ａｎｇ）定义，在图形环境下以人机交互方式输入墙厚及中线数据；由建筑平面常具备的对称性设计了映射算法以减少输入工作；根据图形变换原理建立了设计参数的简化算法，利用内圈外圈墙体的闭环特性简化墙面属性判别．     

SD卡在海洋数据存储中的应用

设计了一种新型海洋要素数据采集系统的SD卡存储方案.该方案选用与8051完全兼容的高性能单片机C8051F340作为主控制器,采用SPI总线与SD卡通信.介绍了SD卡以及C8051F340芯片中SPI接口的结构和工作原理,讨论了相关的设置、硬件连接和软件设计,实现了时SD卡的读写,解决了海洋数据采集过程中,数据存储量大、存储设备不易与PC机接口的问题.