基于LabVIEW的大型海洋资料浮标主机测试系统设计与开发

摘要

大型海洋资料浮标作为海上观测站收集海洋环境资料，是海洋环境监测与海洋灾害预测的主要手段之一，其观测数据对提高海洋环境预报的准确性，促进海洋资源的开发利用有重要的价值。
　　 海洋资料浮标系统总体上由浮标体、传感器、主机、岸站等组成，而浮标主机是整个系统的核心，负责数据的采集、处理和传输，其性能的高低直接决定着海洋环境数据的质量。因此，浮标主机在正式投入使用之前需要对其进行大量的测试，以确保其功能的完备性、性能的稳定性和数据的可靠性。本文的研究目的是为浮标主机开发一套测试系统，以方便在实验室进行系统的软硬件调试、功能测试、性能测试和拷机测试。
　　 本论文以中国海洋大学与国家海洋局东海分局合作开发的新型大型海洋资料浮标系统为研究对象，采用传感器仿真的测试思路和虚拟仪器技术，提出了基于LabVIEW开发的集成测试系统。该测试系统能够模拟海洋气象、水文、化学等十余种传感器的信号，可以客观地评价主机系统的测量精度和误差，能模拟风向、风速、波高、流速、能见度、气温、气压等二十余种物理量的变化，以及多种传感器故障。可全面测试主机系统的功能和性能，降低了测试成本，提高了测试效率，为研发高可靠性的浮标主机系统提供了保障。
　　 该测试系统由传感器模拟装置和数据分析器组成。传感器模拟装置能够模拟浮标大部分传感器的运行工况，根据传感器的工作流程，总结出了统一的传感器模拟器基本模型，并且引入了配置文件的方法对测试系统进行管理和维护，从而使测试系统有较强的兼容性和扩展性；数据分析器用于科学地评价浮标主机系统的测量精度、误差等性能指标，发现软硬件设计的不足，为系统性能的改善提供依据。目前，该系统已经投入实际运行，发挥了重要作用。
　　 最后，对本文的研究工作进行了总结，指出了测试系统目前仍存在的问题，并提出了进一步完善的建议和改进方案。