基于USB2.0的海床基自动监测平台数据接口单元的研究

采用EZ-USB FX2技术,设计开发了基于USB2.0的海床基自动监测平台数据接口方式。采用三态双向门电路控制存储器模块总线复用实现数据访问;采用直接内存读写方法完成数据传输;采用参数存储器完成参数设置。实验证明在数据传输、参数设置以及低功耗控制方面取得良好效果,提高了系统工作性能。     

海床基海洋环境自动监测系统

本文介绍８６３－８１８支持研究的最新成果“海床基海洋环境自动监测系统”的功能、特点及关键技术、海底基海洋环境自动监测系统是一种在海底工作的、自容式综合测量装置,它可布设于河口、港湾或者近海海底,对悬浮泥沙参数以及引起悬浮泥沙运移的海洋动力参数进行长期,同步、自动测量。为分析研究各种海洋动力条件下特别是大风浪条件下悬浮泥沙的运移规律提供资料。它对于海洋工程建设、航道疏浚、海港整治下水管缆铺设,海上安     

海床基海洋环境自动监测系统的研究

介绍了一种适用于在浅海(水深100m以内)工作的海床基海洋环境自动监测系统的工作原理和组成.对水下集成监测平台、数据采集和传输、系统布放回收等关键技术进行了深入研究并开发了海床基监测系统工程样机.系统结合水声通讯与卫星通讯技术实现了水下监测数据的实时传输;在水下集成平台的设计上采取了防拖网、防泥沙等安全性和环境适应性措...     

抛弃式海水温度测量系统的设计

介绍了一种抛弃式海水温度测量系统的设计。针对电池供电和空间受限的海水温度测量环境,基于MSP430单片机低功耗、高性能、多外设的优良特性,提出了一种热敏电阻测温方案。利用单片机内部的基准电源和A/D转换器实现对热敏电阻信号的激励和采样;通过MSP430单片机各种工作模式之间的灵活转换,降低了系统的功耗;采用电压源比例测量法,由热敏电阻阻值与温度的对应关系获得海水温度。系统温度分辨率0.01℃,使用一等标准铂电阻测温仪检定,温度测量误差小于±0.1℃。     

海床基自动监测平台技术的研究应用

介绍了海床基自动监测技术国内外进展，就海床基自动监测平台系统的关键技术进行了论述。海床基自动监测平台系统是携带众多海洋环境观测传感器在海底工作的、自容式综合测量装置。它可布设于河口、港湾或者近海海底，对悬浮泥沙参数、海洋动力参数、温、盐和水质进行长期、同步、自动测量；系统回收后，通过系统软件建立各种海洋动力条件下特别是大风浪条件下悬浮泥沙的运移规律；建立温、盐、水位、流速剖面和通量、水质的时空变化规律。将多个站点的监测数据进行综合处理建立起海洋水体交换生态环境的时空联系，为科学地管理、治理和利用海洋自然环境造福人们提供决策依据。     

海底热流长期观测系统中低功耗测温单元的设计与实现

为满足在底水温度波动较大的海域进行海底热流原位长期观测的需求,研制了一种低功耗温度长期采集电路,并与钛合金耐压外壳集成为微型自容式测温单元,在室内和海上进行了一系列测试。室内测试结果表明:当测温电路进行连续采集时,其平均动态电流为2.1 m A;当电路不进行采集工作保持低功耗状态时,整个测温电路的电流消耗达到最低值,实测为4μA,达到预期设计指标。通过将微型测温单元捆绑在海底地震仪上,在南海西沙和东沙海域成功进行了6个站位的海底原位底水温度长期观测测试,获取了最长约17 d的底水温度波动数据,验证了测量电路的稳定性和实用性。     

海床蚀积变化电阻率原位监测系统设计与实验

设计了一套基于电阻率方法的海床蚀积变化原位监测系统,该系统能够在数米水深处实施长距离自动监测。系统同时采用USB海量存储技术和GPRS无线通信两种数据存储和传输方式,可以实现长期无人值守原位监测。利用海水和沉积物两者电阻率的差异性,把布设等间距环形电极的探杆置入海床,连续测定海水和海床沉积物界面上下一定范围内的电阻率,找到电性发生显著变化的区间,并采用合适的方法判定界面的具体位置。界面位置随时间的变化,即为海床的蚀积变化。实验室测试结果表明该系统测试的沉积过程中蚀积变化数据与实际数据相符,最大误差0.3 cm。说明应用该系统测量海床蚀积状况具有可行性。     

平台基有缆潜标实时内波监测系统

研究开发了一套依托于海洋平台进行安装的有缆潜标实时内波监测系统.该系统由温度传感器、温盐深传感器(CTD)、定点海流计(DVS)、终端接收机、绞车、钢缆、电缆及锚定重块等组成.温度传感器、CTD和DVS依一定的空间间隔串行连接并固定在系泊钢缆上.系统利用电缆实时供电、采用可寻址RS485总线进行控制和数据传输.集成的有缆潜标内波监测系统在中海油所属的PY30-1平台上进行了现场内波观测,成功捕获了多个内波过程,为获取长时间序列的内波实测数据、进而为开展南海内波机理和工程应用研究提供了有效的技术手段.     

自治式海洋环境监测系统的低功耗设计

针对海洋环境监测系统中供电电池组有限储能与仪器长期工作之间的矛盾,进行了自治式海洋环境监测系统的低功耗研究.从节能降耗、充分利用水体能源出发,将定点锚泊潜标和浮标技术相结合,采用双浮体技术,基于能量守恒,研制了一种储能型的传动装置;在分析了影响系统功耗的各种因素的基础上,对单片机数据采集控制存储系统进行了低功耗设计,为海洋环境监测系统长期在位作业提供了有力的能源保证,很好地解决了海洋环境监测系统的能源供应问题,使得该系统可以依靠单一的传感器组完成深达55 m以上的水体次表层海洋要素的长期连续垂直剖面观测.     

基于DDS芯片AD5930信号发生器的设计与实现

提出一种以直接数字合成(DDS-Direct Digital Synthesis)技术为基础的信号发生器的设计。采用单片机MSP430F149控制DDS芯片AD5930产生信号频率范围可调的正弦信号,同时通过16位DA芯片AD5662实现信号幅度调节。该信号发生器控制方便灵活,电路结构简单,同时具备低功耗和低成本的特点,具有非常广阔的应用前景。     

基于MSP430的水声时间反转应答系统设计

体积庞大、结构复杂的水声仪器设备往往在使用和维护等方面给使用者带来不便,因此对于水声设备的小型化要求已经必不可少。水声时间反转应答系统是水声时间反转镜研究的主体设备。论文结合水声信道匹配研究的实验要求,以MSP430F169微控制器作为核心部件,设计了一种适用于水声时间反转镜研究的小型化、低功耗应答系统。文中给出了详细的硬件及软件设计方案,以及该系统的应用原理。该设计体积小巧、结构简练,在保证性能的前提下,极大地提高了系统的易用性和灵活性。     

中国海洋环境观测系统的建设与发展

根据海洋减灾防灾工作的需要,建设与发展中国海洋环境观测系统已成我国海洋事业发展的当务之急。为此,本文就建立一个完整的海洋环境体观测框架的结构,加速开发与研究观测技术所需的仪器装备和建产一个现代化的观测资料通讯网络提出概要介绍,供有关部门和同行参考。     

基于ARM的海洋站水文气象自动观测系统设计

针对国内现有的基于单片机或PC/104的数据采集系统的不足,介绍了一种基于ARM(Advanced RISCMachines)平台和单片机平台的数据采集系统。它结合了国外先进的数据采集技术,具有功耗低、体积小、性能高,软、硬件扩充灵活的特点,其通用性、模块化和可扩展性能满足浮标、船用气象仪等海洋水文气象仪器设备研发的需求。     

修正GPS测量舰船航向误差的环境建模法

分析了GPS测量航向时的误差来源,结合试验情况建立修正模型进行GPS航向改正,并运用到实际试验中进行模型检验,结果证明该修正方法切实可靠,能够在一定程度上提高试验精度和可靠性。     

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.     

嵌入式Linux技术在海洋自动观测系统中的应用研究

随着Linux技术逐步走向成熟，嵌入式Linux技术在海洋自动观测系统中的应用将全面提高海洋观测系统整体性能，降低系统开发成本，进一步推进我国海洋自动观测系统产权自主化的建设。文章就如何研制适用于海洋自动观测系统的嵌入式Linux系统进行了论述。     

基于麦克斯韦理论的海底大地电磁探测技术

麦克斯韦理论为海底大地电磁探测技术奠定了坚实基础。大地电磁场的测量通常测取Ex，Ey，Hx，Hy,Hz。大地电磁仪的设计要点包括：高灵敏度、智能化、同步采集数据、锚系硬连接、承压密封和合理的下沉速度所观测的数据经计算机处理后，可获得被测海域的地球物理信息。     

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。     

潜标式海洋探测仪控制系统及模块设计

基于CORTEX M4内核的STM32嵌入式系统,设计并实现了用于长期监测海洋地理环境参数(温度、盐度、湿度等)的潜标式海洋探测仪,给出了主控系统及各个模块的设计方案及选型,通过合理的功能分配,可靠的硬件设计和有效的软件实现,使探测仪具备低功耗、高可靠的特点。海试实验表明,主控系统实现了对探测仪的浮力调节、能源供电及应急处置等状态控制,通过在SOFAR声道工作,完成了对深海海洋要素的实时监测。     

海洋环境立体自动监测系统

863计划海洋领域海洋监测技术主题“海洋环境立体自动监测系统技术和示范试验”专题（编号818－010是国家863计划“九五”期间重大项目（编号Z40）,在主管部门领导,专家,责任专家的领域,协调和指导下的,经过本专题各课题组主持单位和课题组成员的共同力,已经完成了本专题的研究任务,并通过了由国家863计划联合办公室组织的专家验收,通过本课题的实施,取得了一批有知识产权的高新技术成果,使我国的海洋环境立体自动监测技术与世界发达国家的先进水平的差距缩短了10－15年,达到了90年代中期的国际先进水平,为我国海洋环境监测技术的进一步提高和建立我国整个管辖海域的海洋环境监测服务系统奠定的坚实的技术基础。