海洋生态浮标数据接收处理系统

摘要

海洋作为人类生命的摇篮正赋予人类全新的意义和价值，随着社会对资源需求的不断增大，世界范围内对海洋的探索空前高涨，由此带来的海洋环境问题也逐渐成为全球性的共同问题。因此，实现对海洋环境全方位、持续性的监测成为指导海洋资源开发和海洋环境保护的重要前提。只有实时掌握海洋的动态信息，包括水文、气象、生态、水质等海洋要素资料，才能对海洋灾害预防、海洋工程建设、海洋环境保护等方面产生重大的指导意义。
　　作为现代海洋监测系统必不可少的重要组成部分——资料浮标也在近些年在取得了快速的发展。欧美国家起步较早，在资料浮标领域处在世界先进水平，我国的浮标应用技术也是起步较早，目前已建成基于各种大中小型资料浮标的自动化海洋监测网，资料浮标也成为我国海洋监测中必备的重要环节。
　　随着经济的不断发展，对海洋的开发力度不断增大，由此带来的海洋环境问题日益突出，如何利用资料浮标高效实时监测海洋生态环境成为当务之急。本文生态浮标系统课题依托国家海洋局新型资料浮标的研制项目，拟在我国的东南沿海地区布放浮标系统用来观测海洋环境，将监测数据实时发送到岸站接收系统，并上传到国家海洋局东海预报中心，实现对海洋环境、海况、气象等要素的接收存储及实时在线观测，除了常规资料浮标监测的水文、气象等要素，生态浮标系统增加了对生态要素的监测。本论文重点介绍生态浮标系统的数据接收处理系统的组成及对数据的处理。
　　生态浮标数据接收处理系统主要由通信系统和接收处理软件组成。通信系统包括北斗通信系统和CDMA通信系统，两种通信方式各有优缺点，采用双通信的模式，可以实现两种方式的优势互补，提高了数据接收率。数据接收处理软件是整个生态浮标系统的软件接收和数据处理部分，包括实时数据显示、U盘数据处理、数据查询、数据管理、系统设置等部分，主要功能为实现岸站与浮标的通信、对接收数据进行处理解析和存储并实时显示、远程设置浮标的工作模式、查询和管理数据、数据上传等。系统采用visual studio2008作为编译工具，结合与Matlab的混合编程处理存储数据，充分利用了Matlab在大数据处理和图表生成方面的优势。
　　经过模拟调试及设备联调，生态浮标数据接收处理系统工作稳定，数据准确合理，数据接收率相比单一通信模式有了极大提高，各项指标达到了预期要求，目前系统处于调试阶段，仍需要不断完善和改进。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 国内外资料浮标发展状况

1．2 课题背景和意义

1．3 研究内容及创新点

1．4 论文组织安排

2 生态浮标总体设计

2．1 测量参数及指标

2．2 壳体设计

2．3 传感器简介

2．4 数据接收处理处理系统

2．5 本章小结

3 数据通信

3．1 北斗通信

3．1．1 北斗通信原理

3．1．2 北斗接口协议

3．1．3 北斗通信协议

3．2 CDMA通信

3．2．1 CDMA的配置

3．2．2 CDMA协议

3．2．3 CDMA传输距离

3．3 本章小结

4 岸站数据接收处理软件

4．1 数据通信软件实现

4．1．1 北斗数据的收发

4．1．2 CDMA数据的收发

4．2 数据解析和存储

4．2．1 数据解析

4．2．2 数据存储

4．3 数据显示

4．3．1 实时数据显示

4．3．2 查询数据显示

4．3．3 U盘数据处理显示

4．4 数据上传

4．5 系统设置

4．6 本章小节

5 数据分析方法及原理

5．1 野值处理

5．2 海浪功率谱分析

5．3 海洋环境质量评价

5．4 本章小节

6 调试运行

6．1 模拟调试

6．2 设备联调

6．3 本章小节

7 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历

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