【摘 要】
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深海剖面浮标作为运载工具,可搭载传感器下潜至2000米以下水深工作。因其制造成本低、体积小、重量轻,能够长期、连续工作,被广泛应用于深远海剖面要素的观测和水下安全监视。基于北斗卫星的深海剖面浮标监测系统由深海剖面浮标、北斗卫星、岸站监控中心组成。由于深海剖面浮标地处深远海,自身设备和搭载传感器所需的能源全部由其携带的电池供应,而更换电池产生的相关费用远高于浮标生产成本,能耗是决定深海剖面浮标使用寿
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深海剖面浮标作为运载工具,可搭载传感器下潜至2000米以下水深工作。因其制造成本低、体积小、重量轻,能够长期、连续工作,被广泛应用于深远海剖面要素的观测和水下安全监视。基于北斗卫星的深海剖面浮标监测系统由深海剖面浮标、北斗卫星、岸站监控中心组成。由于深海剖面浮标地处深远海,自身设备和搭载传感器所需的能源全部由其携带的电池供应,而更换电池产生的相关费用远高于浮标生产成本,能耗是决定深海剖面浮标使用寿命的关键因素。深海剖面浮标单个剖面工作时间更长、下潜深度更深、采集数据更多,北斗卫星通讯频度低、容量小、功耗高、协议繁琐。本文在设计并实现基于北斗卫星的深海剖面浮标监测系统基本功能的同时,对深海剖面浮标的控制系统开展设计。首先,在深海剖面浮标工程样机机械结构的基础上,采用超低功耗的控制器、可控的供电电路、高效的电源管理设计了控制电路板。然后,通过控制电路板对搭载的传感器采用连续和间断采样相结合的控制策略,减少数据的采集;对采集数据采用数据预处理算法,提取出有效数据,减少数据的发送量;又采用位拼接+Huffman算法进一步压缩待发送数据;采用数据分包、丢失重传的数据传输协议确保数据的完整高效传输。其次,选用C/S架构,在Microsoft Visual Studio2010开发环境下,使用面向对象的C#语言编写了岸站监控中心上位机的Windows服务程序和深海剖面浮标远程控制软件;选用BDM910通讯单元,设计并实现了北斗透传模块控制电路板,通过其控制器简化北斗通讯协议。
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