一种移动式海洋地震仪的硬件电路研究

针对移动式海洋地震仪对控制系统电路设计的可靠性和低功耗的需求,提出了一种基于Cor-tex-M4内核芯片的硬件电路设计方案.首先选用超低功耗的STM32L4芯片作为微控制单元,在保证高运行能力的同时降低自身功耗;其次针对MCU(Microprogrammed Control Unit)、传感器等超低功耗模块提出针对性的...     

海洋潜标系统的设计和应用

介绍了在海洋潜标系统设计和应用中，在仪器配置、受力和姿态分析以及系统连接等方面应注意的主要问题，以供有关人员参考交流。     

水下升降式准实时通信潜标控制系统研制

为实现长期、连续、定点、低成本的上层海洋垂直剖面要素的准实时观测,提出了一种以STM32单片机(microcontroller unit,MCU)为主控器、采用国产温盐深传感器(conductivity temperature depth,CTD)和声学多普勒剖面流速仪(acoustic doppler current profilers,ADCP)等仪器进行剖面观测、搭载铱星通信模块或其他通信设备、适用于近海和远海的低功耗水下升降式准实时通信潜标控制系统设计方案。介绍了潜标的结构组成、控制系统硬件和软件设计,以及服务器接收软件的设计;实现了基于无线双向通信的数据补发机制和对潜标的远程控制;提出了一种适用于霍尔无刷直流电机(hall brushless direct current motor,HBLDCM)的堵转保护方法。近海和远海试验表明,该型潜标可以实现海洋垂直剖面的连续观测和数据的准实时传输,验证了潜标控制系统设计方案的可行性与稳定性。     

基于STM32的浮标及其定日光伏控制系统设计

为了提高海洋浮标对太阳能的利用率而设计了一种定日光伏系统的控制方案,采用STM32嵌入式单片机作为控制核心,结合浮标的特制外形,其太阳能电池板能够始终向着太阳转动,最大限度地为浮标进行供电。所述的浮标特制外形由带有对称肋板的浮标体和透明保护罩组成,提高了浮标的抗变形能力,减弱了太阳能电池板转动引起的反转及左右摇摆趋势。该系统经试验及仿真分析,达到预期目标,运行稳定可靠,有良好的推广应用价值。     

走航式海洋放射性物质探测仪试验与应用初探

走航式海洋放射性物质探测是一种高效、经济的海洋地球物理勘探方法,其应用范围包括海洋环境放射性污染监测、海洋地质矿产勘查以及海洋工程地质调查等。本试验的探测器由大体积碘化钠晶体(5R5)、前置放大器、数字化谱仪以及减压缓震材料等部件组成;配套软件功能齐全,操作简便、智能。室内稳定性测试、分辨力测试、铯-137源测试、海上现场试验结果表明,该探测仪性能稳定、能量分辨力高、灵敏度高。此外,初步试验结果表明,探测仪对不同物质的响应有明显的差异,能够根据其探测结果对物质进行放射性分类,对海底沉积物的分类研究也有很大的应用前景。     

应用于海洋时间序列沉积物捕获器控制系统方法研究

提出了一种海洋沉积物捕获器控制系统的软/硬件设计方案。该方案采用低功耗的硬件结构,多种冗余技术的软件设计, 满足了沉积物捕获器在海底可长达1 a 的低功耗、自动定时采集沉积物样品的要求。经过实验, 该控制系统运行可靠, 采样瓶切换控制准确, 运行数据记录完整, 具有广阔的应用前景。     

极区冰基拖曳式海洋剖面浮标系统低功耗设计与实现

针对极区冰基拖曳式海洋剖面浮标长期稳定获取极区水文和气象数据的工作需求,进行了浮标系统的低功耗方案设计。该方案基于超低功耗51系列微处理器,根据最低功耗工作模式与最短工作时间原则,采用高效的电源管理机制对浮标系统各个部分的能量消耗进行合理的分配与管理,并应用了Argos卫星通讯模块ARGOS-3 PMT-RFM的BPSK调制低速数据传输模式,可有效降低浮标系统的整体能耗。该浮标在北极冰站上长达1年的运行情况表明该系统工作稳定,所采用的低功耗能量管理方案实现了浮标系统长期连续观测的需求。该浮标的成功试验和推广应用有助于极地研究人员更准确地分析海冰变化过程。     

海洋走航式放射性探测仪的研制与试验

日本核事件以来,海洋放射性污染严重,引起国际社会的关注,海洋放射性探测成为海洋环境污染监测的重要内容。新研制的海洋走航式放射性探测仪能够实时、快速地获得海洋放射性污染程度、扩散范围等现场数据,也可以用于大范围海洋放射背景场的调查研究。仪器软件以Windows为平台,采用人机交互式界面设计。仪器的稳定性良好,分辨率满足野外测量要求,进一步改进并充分试验后,可用于海洋环境放射性实时监测。     

基于STM32的嵌入式存储系统的设计与实现

介绍了一种嵌入式存储系统的设计与实现方法。主要包括硬件设计和软件设计 2 部分：硬件设计部分以内核微处理器 STM32H743 为核心,完成了 SD 存储卡接口、调试串口、时钟模块等硬件电路设计以及 PCB 抗干扰设计;软件设计部分主要是利用 MDK 软件进行相关开发,通过移植 FatFS 文件系统,完成了在 SD 卡中创建并快速读写文件的程序设计。最后,通过 2 组试验对系统的基本功能、读写速度以及可靠性进行了测试,测试结果充分验证了整个系统的正确性。     

基于水下绞车的实时传输潜标研制及海上试验

针对“透明海洋”工程对水下实时、长期、连续观测的迫切需求,开展基于水下绞车的实时传输潜标研制。该型潜标采用水下绞车牵引卫星通信浮标的方式,将潜标上搭载的测量仪器观测数据通过铠装通信缆传输到卫星通信浮标,当卫星通信浮标浮出水面时,再通过卫星通信传输至数据接收处理装置,完成数据传输后,水下绞车牵引卫星通信浮标至海面以下50 m,从而实现潜标系统的实时传输功能。本文详细介绍了基于水下绞车的实时传输潜标系统设计及关键组部件设计,并通过海上试验验证了该型潜标海上应用的可行性。     

海洋监测即时信息服务的设计与实现

提出了海洋监测即时服务的框架,并对该框架下的海洋监测即时服务应用系统的设计概要、系统组成和功能做了介绍。依据该框架研发即时服务应用系统在多个台站和终端用户得到应用,系统运行良好,为海洋监测信息的即时服务提供了保障。     

海洋型光伏充放电控制器的设计研究

随着海洋事业的兴起,太阳能成为海洋装备、海洋长期定点作业和观测平台能源补给的重要来源。目前太阳能充放电控制产品种类较多,但仍普遍存在功能单一、应用范围小等缺陷,不能满足太阳能供电系统多样性的需求。针对太阳能供电系统多种多样,蓄电池组的组成不同,从而充电启动电压、充电上限电压、放电下限电压也不同以及输出多路适应不同供电能力的负载等问题,设计了一种海洋型光伏充放电控制器。一种光伏充放电控制器可满足不同光伏供电系统的需求,可提供多路不同供电能力的负载端,满足不同设备的供电需求。     

单片机系统低功耗设计在数据采集系统中的应用

文章分析了CMOS器件原理和单片机系统特性,提出单片机系统低功耗设计的一些基本原则,以千米自容式CTD数据采集系统的设计为例,提出了一种低功耗数据采集系统的实现方案.     

基于ATmega16A的低功耗高精度桥式温度测量系统设计

当前温度测量应用越来越广泛,针对工农业及科研领域对低功耗及高精度测温的要求,系统描述了一个桥式测温系统的设计方案与工作原理。系统采用低功耗AVR单片机作为控制芯片,通过单臂分压将热敏电阻分压后的电压信号传入A/D转换芯片,再将A/D转换后的数字量送入单片机计算,从而得到热敏电阻阻值,最后通过曲线拟合算出所测温度值。系统能实现低功耗、高精度测温。     

USV-LIF遥测系统的控制系统设计与实现

无人船作为一种新型平台,在海洋环境监测中具有布放灵活、自动测量等优势。对于近岸港口等溢油事故发生频繁区域的环境监测,相比于传统的机载和船载溢油激光荧光遥感技术,采用无人船平台搭载激光荧光传感器进行探测更为方便有效。本文对基于无人船的激光荧光(USV-LIF)遥测系统进行总体方案设计,并详细设计了其控制系统,该系统包括岸基远程控制模块和USV-LIF现场机控制模块两部分。利用无线网络通信链路实现从岸基终端对USV-LIF现场机的远程控制与通信,并通过现场机的控制模块实现对USV-LIF现场机的仪器状态控制、数据采集以及时序控制等功能。在实验室条件下,对USV-LIF遥测系统的整体运行、远程控制数据传输以及系统长时间连续工作进行了模拟联调测试,结果表明,所研发的控制系统的功能基本达到了现场探测需求。     

适用于海洋动态观测设备嵌入式系统的低功耗管理预测模型

能耗是制约海洋设备在水下工作时长的关键因素。为进一步降低海洋动态观测设备嵌入式系统的动态功耗, 本文针对前人提出的用于预测空闲时间的指数平滑算法所存在的权重系数基于凑数法确定、算法难以适应大波动等问题, 设计了一种新的权重系数, 并构建了一种自适应的低功耗管理预测模型。当模型检测到预测的空闲时间超过工作和休眠状态切换的时间阈值后, 中央处理器关停系统的部分外设, 使系统进入低功耗休眠状态。仿真和单片机实验均表明,本文提出的低功耗管理预测模型能够有效地提高对处理器工作的空闲时间预测的准确性, 且面对突发状况具有良好的自适应性, 可显著降低嵌入式系统的功耗, 有效延长设备的工作时间。     

海洋潜标系统的静力分析和姿态计算

本文介绍了400m和4000m海洋潜标系统的静力分析和姿态计算方法，以供有关人员交流。     

高精度CTD采水器控制系统的设计与分析

本系统是国家“８６３”任务中８１８－０２Ａ项目的重要组成部 和高精度ＣＴＤ测量仪联用,可以完成任意深度、任意时刻的采水控制功能,它采用国内外最新的技术和元器件,打破了原有的采水控制装置的设计思想,使采水器的动作完全合理准确。本文重点介绍其工作原理和关键技术。