海洋观测网络关键技术的研究与应用

摘要

我国海洋观测技术经过几十年的发展，已经具备了一定的规模，在我国防灾减灾、海洋资源开发利用、海洋科学研究和军事建设中发挥着越来越重要的作用。海洋环境观测的系统化成为海洋建设的迫切要求。
　　论文通过对海洋观测网络系统的研究，对海洋网络构建过程中存在的问题和关键技术进行分析，在数据库系统的研究、学习和以及OPC组件开发技术的研究基础上，完成了基于OPC的海洋观测网络体系的设计和实时数据库的模式设计，并通过在海洋网络的实施对设计方案进行性能测试和分析。本论文的主要内容如下：
　　实时数据管理系统是传统数据库技术结合实时数据处理技术产生的数据库管理方法，这种方法对于海量数据的存储和数据的可靠性访问具有较好的性能。本文通过基本数据库理论的学习以及相关技术的研究，设计和实现了具有较好性能的实时数据存储系统，并对实时数据库系统中基于优先级的事务调度算法进行研究和改进，并将其应用于海洋观测领域进行测试。测试结果表明，分布式的数据管理模式和改进的事务调度算法能够明显的提高网络的性能。
　　OPC标准化通信技术将工业控制和信息传输技术融合，通过开发基于 OPC组件，能够忽略各项设备之间的差异，为硬件设备和上位机之间的信息交互提供统一的通信接口。本论文通过对OPC规范的研究、学习和基于 COM组件开发的实验，完成了基于OPC的客户端和服务器端组件模块的设计和开发。并将其应用于海洋观测网络中，使海洋观测设备的选型上有了更多的选择，降低了监控系统的集成成本，便于系统的升级和维护。
　　论文基于国家基金项目“海洋动力环境观测仪器设备综合测试平台技术的研究与应用示范”进行的研究。本论文完成的主要工作有：设计实时数据管理系统，改进事务调度算法，实现更高性能的对大量数据信息的保存、查询；开发基于OPC的控制中心与监测设备实现信息交互的通信接口；完成海洋观测网络平台的设计，实现了观测网数据库系统的创建、监测数据信息的采集和更新工作；基于OPC技术实现了监测信息的传输操作，并最终展现在了监控平台上。同时，设计完成基于python的自动化数据更新模块，实现了监测数据的Web端显示。

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第一章 绪论

1.1论文研究的背景

1.2海洋观测网的研究现状

1.3海洋观测网的发展趋势

1.4论文内容及结构安排

第二章 海洋观测网络的相关技术

2.1观测网系统总体架构

2.2观测网系统功能模块

2.3 OPC相关技术

2.4本章小结

第三章 海洋观测网络数据系统的设计

3.1实时数据库的介绍

3.2实时数据库的功能

3.3实时数据库的设计原则

3.4实时数据库的结构优化

3.5数据存储过程的分片实现

3.6海洋观测网数据系统性能分析

3.7本章小结

第四章 基于OPC通信模块的设计与实现

4.1 OPC组件的开发工具

4.2 OPC服务端的设计与实现

4.3 OPC客户端的设计与实现

4.4 OPC通信应用实例

4.5本章小结

第五章 海洋观测网络平台的实现

5.1海洋观测网数据库系统设计实现

5.2海洋观测网数据信息的采集和存储

5.3海洋观测网数据信息的平台展示

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢