SZF波浪浮标双通信数据接收回放系统

该系统目的是作为SZF波浪浮标的上位机接收软件,采用Microsoft Visual Studio 2005作为软件平台,利用Visual C＋＋开发语言编写。上位机采用串口通信的方式分别通过GSM模块和数据接收机与浮标进行通信,实时接收浮标传送过来的数据,并且利用ADO数据库开发技术访问Access2007,实现对数据的保存。在实现波浪浮标数据实时显示与数据库存储同步进行的基础上添加了数据回放功能,可以主动索取存储在接收机上的波浪数据,并将其进行处理与转换。目前该数据通信软件已成功应用于有关的海洋工程部门单位,运行可靠。     

SZF型波浪浮标中波高数字化检测系统设计

在海洋监测技术中,SZF型波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时地对海面波浪高度、波浪周期及波向进行遥测的小型浮标测量系统.在实验室生产过程中,过去一直是利用波浪旋转台对波高数据采集电路所获得的模拟信号直接绘制图形进行性能检测.伴随着计算机技术和微电子技术的发展,对浮标中波高数据采集电路的模拟信号数字化处理,通过串口和计算机相连,利用VC++良好的界面设计及Matlab强大的绘图功能,实现对采集到的波高数据进行实时显示,使我国波浪浮标的生产检测向智能化又迈进了一步.     

圆柱形浮标运动分析与仿真

圆柱型浮标通常作为海洋监测设备的稳定工作平台,对波浪激励下浮标的升沉运动位移和横摇角度会影响空中无线通信质量.针对浮标加强姿态稳定性要求,通过对浮标体在波浪中的受力分析、力矩与惯量分析,建立浮标运动传输函数模型,讨论浮标重力、设计尺寸对浮标运动的影响.通过浮标设计参数的调整,通过浮标固有的谐振频率与波浪激励的峰值频率分离,降低波浪激励对浮标运动的影响.计算了不同海况激励下浮标在垂直方向的升沉位移与水平方向的横摇角度,与实验数据验证仿真方法的有效性,在仿真的基础上,进一步给出了圆柱形通信浮标的设计改进建议,有效地提高了圆柱型浮标的稳定性.     

基于北斗卫星系统的深远海GPS波浪浮标数据传输研究

国家海洋技术中心研制的GPS波浪浮标仅需一个GPS接收机,无需其他辅助传感器,其功耗低、尺寸小、布放方便、测量精度高、适用于大范围的对波浪进行精细化观测.为了解决GPS波浪浮标在深远海应用中的数据传输问题,通过对比Argos、铱星、北斗三种卫星系统的特点,该设备优先选用了基于北斗卫星系统的数据传输方式.对系统构成、硬件电路设计、测量原理及数据传输流程分别进行了详细阐述.通过实验室实验和现场海上试验,特别是GPS波浪浮标在遭遇台风等恶劣环境下仍能正常通信,验证了北斗卫星系统在深远海数据传输上的可行与可靠性.     

北斗浮标现场原位计量比对研究

波浪浮标是长期定点、全天时、全天候测量波浪参数的重要设备之一.我国3个海区布放了数百台波浪浮标.为确保浮标监测数据准确可靠,亟需开展浮标现场校准技术的研究工作.研究人员依托我国日益成熟、独立自主的北斗卫星导航定位系统,选用高精度的载波相位差分RTK技术,攻克高精度高程定位、卫星信号丢失、数据传输错误等技术难题,研究基于北斗浮标的现场校准技术.为评价研究成果,选取Waverider浮标,在青岛海域进行计量比对现场试验.海试结果显示,北斗浮标满足国家相关技术规范要求,两套浮标技术性能基本一致,可满足波浪三要素(波高、波周期、波向)同时计量校准需求.北斗浮标可替代Waverider浮标,为我国波浪参数量值传递提供了一种新途径.     

一种X波段雷达反演算法的研究

研究了X波段雷达数据反演算法,为了验证反演算法的准确性,利用Longuet-Higgins海浪模型,通过选用适当的海浪谱和方向函数,仿真了三维随机海浪数据,利用反演模型得到的数据和仿真的海浪数据进行拟合,结果表明反演算法能够有效地实现海浪相关信息的提取;为了进一步检验算法的实用性,将反演算法得到的参数和实际的波浪浮标数据进行了对比,结果表明反演算法有一定的可行性。     

波浪浮标服务器端软件设计

传统采用VHF通信的波浪浮标系统需要架设岸站接收机,采用GPRS无线通信解决方案的波浪浮标系统可以省去岸站接收机的费用,并且性能更加稳定可靠。本文主要介绍了服务器端通信模块的设计、数据处理处理模块的设计。软件的编辑使用VisualC++6.0软件,通信模块的设计采用MFC封装的CSocket类,CSocket类派生于完全封装了WindowsSocketsAPI函数的CAsyncSocket类,采用CSocket类可以更加方便地编写网络应用程序。数据处理模块采用了MATLAB与VisualC++混合编程,利用MATLAB留有的动态链接库DLL外部接口可以很方便地将MATLAB功能嵌入到VisualC++的MFC工程中,利用MATLAB与VisualC++混合编程可以方便地进行海浪频谱分析。     

基于GPRS的波浪浮标下位机系统的设计与研究

为实现波浪浮标与远程数据中心之间的数据传输,提出了波浪浮标下位机系统的设计.系统基于通用无线分组业务GPRS,以单片机为核心处理单元,采集到的模拟电压信号转换为数字信号后,自动打包,由SIM300模块向上位机发送,完成下位机与上位机之间的无线通信;同时系统还可接收来自上位机数据中心的控制命令,单片机对其分解后可以用来设置系统采集信号的时间间隔、物理量等工作参量.分析结果表明,与传统传输方式相比较,该方案可以在低成本的前提下实现较高的传输效率,具有一定的实用价值.     

基于ARM的波浪浮标设计

针对波浪的频率提取,提出了基于ARM与Linux系统的波浪浮标。以32位SP5V210作为核心处理器,扩展了加速度传感器模块、GPS定位及GPRS网络传输模块。借助希尔伯特算法对采集到的加速度进行分解和计算,推算出波浪的瞬时频率;对角加速度进行卡尔曼滤波之后将其积分,获取浮体姿态角。最终将所需要的数据通过GPRS网络发送回监控中心。试验证明系统能够有效地实现瞬时频率的计算,保证各数据采集与发送的准确性与可靠性。     

海洋浮标管理信息系统的设计与实现

在通过分析海洋浮标数据特点的基础上,设计并实现一个海洋浮标管理信息系统。利用地理信息系统技术对浮标数据的空间性和时间性进行耦合,以统一的方式对空间数据和属性数据进行管理,在此基础上设计并实现海洋浮标管理信息系统。该系统可以实现了对浮标的多点、多路径、长时间序列的关联存储、条件检索和动态展现,通过将浮标总表与浮标分表相结合,实现浮标漂移路径的追踪。最后,通过应用实例证明了该系统的有效性与实用性。为海洋浮标资料的信息化管理提供有效的技术支持。