干涉型光纤海洋参数传感器的分布式测量方法研究

光纤传感器因其灵敏度高、体积小等优点在海洋监测领域得到了广泛关注.目前高性能的海洋温盐深参数监测光纤传感器大都基于干涉原理,难以实现同一系统内多个传感器的复用,不能满足海洋环境参数高时空分辨力的监测需求.基于调频连续波原理,提出一种适用于干涉型海洋参数光纤传感器的大容量复用方法.利用不同干涉仪端面反射光与参考光形成Mach-Zehnder干涉光谱的特征频率确定不同传感器的位置,通过不同端面特征频率间的拍频还原了单个传感器的光谱.设计并搭建了干涉型海洋参数传感器的分布式传感系统,实现了系统中传感器的定位以及光谱信号还原,并通过理论计算证明分布式传感系统中至少可以实现500个传感器的复用.本论文的研究可以为高性能干涉型光纤传感器的海洋参数链式监测提供技术支持.     

基于粗糙集属性约简的海洋数据融合算法

研究海洋参数数据检测评价融合问题。在海洋环境监测系统中,由于监测项目繁多,测量数据存在着大量的冗余,使海洋环境的监测准确性差。传统的数据融合算法复杂度较高,难以实时利用,为了消除数据冗余性,针对钦州湾海洋数据的特点,提出了一种粗糙集的属性约简改进算法。结合贪心算法和遗传算法,在编码、交叉、变异、选择方面做了改进,能生成属性个数较少的约简,提高算法效率。通过钦州湾海洋数据融合实例,提出的算法可有效挖掘钦州湾海洋数据间的关联性,通过实验,结果表明了算法的有效性,为海洋环境监测及后续处理提供有力的决策依据。     

基于MSP430单片机的海洋多参数检测系统设计及实现

随着传感器技术的高速发展,多参数检测系统广泛应用于海洋监测等领域.然而,该类系统需要针对不同应用进行单独设计,增加了系统设计成本,延长了设计周期.为此,设计了一种基于MSP430单片机的海洋多参数检测系统,该系统包含RS232、I2C和SPI三种串行接口,能够连接具有这三种接口的多种传感器,以便对多种参数进行检测.系统检测的多参数数据可以存储在SD卡中,也可以通过RS485串行接口随时将数据传输给上位机.系统硬件各部分设计均采用具有低功耗特点的芯片.在软件设计方面,通过移植μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统,增强了系统软件的可扩展性.经测试,该系统具有扩展性强和功耗低等特点.     

基于无线传感器的环境监控系统

针对国内奶牛养殖业的实际需求开发一种基于无线传感器网络技术的牧场养殖环境调控系统。该系统可以最大限度地利用牧场已有的环境调控设备实现对牛舍小环境的自动化监测与控制。系统前端模块采用c8051f340单片机控制传感器及无线模块,通过自定义的通信协议将传感器收集到的环境数据以无线方式发送至后台,同时前端模块接收后台发送的指令数据并据此控制风机、照明、刮粪器等设备实现调控环境的目的。系统通过实际运用已取得良好的效果。     

钻井多参数监测系统的设计

针对钻井过程环境复杂、测试参数多、现场布线复杂等问题,利用CAN总线集成性高、扩展性强的特点,设计了一种专门应用于钻井作业的多参数监测系统.现场应用中只需将各传感器和设备终端通信线并联在总线上,利用系统监测程序即可实时地对钻井过程进行监控.采用CAN总线多参数监测系统实现了钻井智能化和网络化,提高了信号传输的可靠性和安全性,为钻井参数和工况的异地实时网络化监测提供了方便.     

分散式风力-太阳能发电系统的监测系统设计与实现

针对分散式风力-太阳能发电系统混合控制研究的要求,设计了基于工业以太网的风力-太阳能发电系统实时监测系统,实现了电压、电流、功率、谐波等电能质量参数的动态监测;同时详细分析了其结构组成、硬件设计和软件设计流程等;软件系统采用Visual C++设计开发,主要包括监测平台和数据采样系统;数据采样系统采用多线程方式设计,实时地采集硬件系统各模块的相关数据;监测平台主要实现电能质量参数的不断更新及图表的实时动态显示;监测平台与数据采样系统采用Modbus协议,通过工业以太网实现相互间的实时通信和数据传输;实验结果表明,监测系统可靠性高,实时性良好.     

基于GIS的海洋灾害预报预警系统应用研究

针对目前宁波市海洋灾害实时数据存储分散独立、预报不够精细化且不能有效结合 GIS 可视化分析等问题,提出并实现海洋灾害预报预警系统应用建设。以宁波市沿海区域为例,结合历年影响宁波市较大的多场台风,通过分析海浪、风暴潮等海洋灾害特点,对海洋灾害各类实时数据进行数据预处理、融合、清洗等,并整合为统一的、标准的海洋灾害实时数据库。利用智能网格预报和 ADCIRC 技术方法分别对海浪和风暴潮进行预报,并基于GIS 动态可视化海洋灾害预报预警演变历程,实现海洋灾害的监测、预报、预警、预演等功能,为海洋灾害防御决策提供直观场景和技术支撑,进而提升沿海区域海洋灾害治理和防御能力。     

海洋科学数据管理与可视化平台

海洋科学数据作为我国海洋科技创新发展的战略资源,是一个可持续发展的要素.然而海洋科学数据涉及学科众多、类型复杂、来源多样、格式迥异等特点,数据处理和可视化处理难度大.平台通过引入WebGIS技术,针对海洋科学数据特点,结合海洋科学数据业务,实现海洋数据的一体化管理、分析与可视化处理.     

基于传感器技术的鱼菜共生系统的研究与实现

为了实现资源的循环再利用,文章设计出一种基于传感器技术的低功耗的鱼菜共生系统,该系统主要是采用体积小,价格合理的小型传感器获取生态系统的水温、pH值等数据,实现对些共享系统的部分参数进行远程监测.数据的传输采用的是远程WiFi传输,做到蔬菜共生系统全程监测过程的智能化.实验结果表明此系统运行稳定、测量准确可靠,通过应用此系统,一方面实现蔬菜共生系统在环境上的智能化控制,另一方面可以在资源利用上达到节约用水的目的,为可持续农业的发展提供技术支撑.     

海洋牧场信息管理系统数字化的设计与实现

进入21世纪以来,海洋在全球发展中的战略地位显著提升,海洋牧场建设成为引领世界新技术革命、发展低碳经济的一个重要载体。开发一个合理有效的海洋牧场管理系统有助于提高海洋牧场的管理水平。本文介绍了海洋牧场的发展与现状,分析数字化海洋牧场管理系统开发的迫切需要。在前人研究基础上,通过研究和查阅资料,开发了基于ArcGIS Engine的数字化海洋牧场管理系统,实现了海洋牧场信息的录入和查询功能,为数字化海洋牧场建设提供了技术支持。     

基于三角网格和模糊聚类的海洋牧场温度可视化

为了海洋牧场研究人员能直观地了解海水温度变化情况,对海洋牧场温度可视化进行了研究。在分析海洋牧场温度分布特点的基础上,提出用模糊聚类找到等温数据集,用Delaunay三角网构建技术生成海水等温面,用OpenGL图形接口绘制等温面的方法进行海洋牧场温度可视化。实验证明该方法运行速度快且无空洞现象发生。     

基于CDMA无线网络的浮标数据通信系统

在海洋监测中,海洋仪器设备是人类认识海洋、开发利用海洋资源和保护海洋环境的重要技术手段。其中资料浮标是海洋监测的主要手段之一。随着CDMA技术的广泛应用,近年来也被应用到海上浮标的无线数据通讯中。相比之GSM、北斗等通讯方式,CDMA网络具有数据传输量大、成本低等优点。文中以Visual studio2005为工具开发了基于CDMA无线网络的浮标数据通信系统,浮标数据通信系统已在海上正常运行6个月。同时对接收到的数据和波浪骑士及其他仪器进行了对比,通过对比可以说明此系统稳定、可行,接收到的数据真实可靠。     

云计算环境下基于数据关联度的海洋监测大数据布局策略

海洋监测数据是具有强数据关联的大数据,如何高效地进行数据布局,是制约其有效管理和应用的关键问题之一。在云计算环境下,针对海洋监测大数据的特点,提出了一种基于数据关联度的海洋监测大数据布局策略。在保证数据中心存储均衡的情况下,综合考虑了监测任务、监测点和监测数据之间的关联,建立了海洋监测点间的关联度、监测数据间的关联度和监测数据全局关联度,从三个角度对海洋监测大数据进行布局,使得同一数据中心内的数据具有较高的关联度。通过实验分析,该方法降低了用户访问海洋监测大数据的响应时间,为海洋监测大数据提供了一种有效的布局策略。     

基于蓝海信息网络的海洋环境平行监测体系建模研究

针对目前海洋环境监测体系顶层设计不足、各监测手段间统一调度与管理缺乏、监视数据关联分析缺失等问题, 提出了基于蓝海信息网络的海洋环境平行监测系统架构; 详细描述了海洋环境监测人工系统的构建方法, 以及计算实验方案; 最后, 构建完备的海洋环境监测平行系统, 通过平行执行为海洋环境监测的高效、智能管理与运营提供保障, 对减少海洋环境监测基础设施冗余建设、降低人力与物理成本、提高运营能力, 实现海洋环境监测的可持续发展必将产生深远的影响.     

海洋经济运行监测系统的设计与实现

根据省级海洋经济运行监测能力建设的需要和对系统安全等级的要求,以JAVA为开发语言,以Oracle 11g为后台数据库,开发设计了海洋经济运行监测系统。介绍了该系统的设计思想、实现技术和其安全保障机制。该系统的实现,为沿海省份提供了一种快捷准确的海洋经济数据采集方案,提高了海洋经济运行监测能力,以期为地方海洋经济的发展提供更为科学、准确的数据支撑。     

基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统设计

针对当前水文遥感监测系统遥感图像清晰度较低,造成水文遥感监测准确率下降的问题,提出了基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统;在硬件系统设计上,按照水文特征数据调配审核内容,划分硬件操作模块,选用ARM单片机作为水文遥感监测传感器,采用AT91SAM9X35-CU微处理器芯片,通过CC2530F256RHAR微处理芯片完成信息处理,利用供电电流传导方式特征转换水文信息,设计系统采集模块,集中编写与采集监测流域内部水文特征,根据CUAHSI-HIS对流域水文特征进行水文数据调整,并按照调整后的水文数据对监测系统软件平台进行管理,加强对平台的管理,整理平台改造信息,执行软件平台系统改造指令;实验结果表明,基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统遥感图像清晰度较高,能够有效提高监测准确率。     

海洋工作平台的温湿度监控系统的设计

介绍了一种应用在海洋工作平台上的温湿度监控系统,采用ARM Cortex-M3处理器为系统核心工作组件,设计了监控系统的硬件、软件结构.系统有3个组成单元:温湿度监测单元、最小系统单元和控制单元,并从这3个部分对系统的硬件和软件设计进行了详细说明.实践证明,该系统能够有效实现多点温湿度的采集、监控和数据管理,确保了海上工作平台中仪表的正常工作和运转.     

基于物联网的海洋环境监测系统的研究

针对当前海洋环境监测的现状,为实现海洋环境监测的自动化,设计了一种基于物联网技术的海洋环境监测系统.该系统综合运用无线传感器网络技术、嵌入式计算技术、3G无线通信技术、GIS空间信息处理技术等,实现了海洋环境动态在线监测、数据实时处理及可视化展示的功能.     

船舶电站系统仿真软件开发

应用计算机仿真技术，在Windows操作系统，数据采集动态连接库和Visual Basic集成开发环境下，该文开发了一种船舶电站仿真系统软件。该船舶电站仿真系统软件在多个海运学院／学校和船员培训中心用于轮机员“精通船舶电气技术业务”的培训，具有人机界面友好、真实感强，运行速度快和稳定可靠的特点，解决了一些航运公司履行STCW78／95公约的燃眉之急。     

基于IEC60870-5-104的海缆监测数据发布系统

海底电缆综合在线监测系统多用于海上采油平台、海上风电场等重大海上项目工程中.为了实现海缆在线监测系统数据的远端发布功能,使得数据的传输更为高效、可靠,本文深入分析了IEC60870-5-104规约的结构模型和通信过程,并在此基础上提出了一套基于该规约的海缆在线监测数据远端发布系统的设计方案,阐述了该系统的设计思路和层次模型,同时针对其中存在的动态配置以及海量数据传输这两个关键问题提出了相应的解决方案,最后通过某海上工程项目应用实例验证了该方案的可行性.