海洋仪器网络化平台智能船载终端研发

论文摘要

实现海洋观测技术的网络化和智能化是未来研究的主流,然而观测网络中变送器总线接口存在不兼容、协议格式繁多等问题造成观测网络布线难度高、扩展、维护和升级不方便等情况。海洋仪器网络化平台智能船载终端的设计就是为了解决这个问题,因此具有一定的研究价值和长远的应用前景,对我国海洋科考事业的发展有积极作用。本文通过对通用智能化传感器接口协议IEEE1451进行学习和进一步研究,设计了海洋仪器网络化平台智能船载终端的总体系统模型,实现了智能船载终端的硬件和软件设计,构建了科考船用小型观测网络,最后对终端的整体功能进行了测试。本文的主要工作和创新内容包括:(1)借鉴IEEE1451标准,构建了应用于海洋观测领域的网络化智能船载终端的系统模型。设计并实现网络适配处理器模块(NCAP)和智能变送器接口模块(TIM)。NCAP模块负责数据处理、接口通信和策略管理;TIM模块负责底层变送器数据采集和变送器电子数据表格(TEDS)读取等。同时对IEEE1451核心技术TEDS技术进行了深入研究,设计和实现了其中两种必备的TEDS。(2)在构建系统整体框架基础上,进行终端设备硬件的组建和软件架构的设计。从功耗、成本、扩展性、灵活性、稳定性和可靠性等多方面考虑,为NCAP、TIM模块所用的核心处理器和海洋观测网络所用的温湿度、风速风向、大气压、能见度等传感器进行了选型。使用我国自主研制的北斗通信系统,将科考船所在海域气象信息和实时海况按照制定好的通信协议打包封装发送到岸基指挥中心,同时也接收来自岸基指挥中心推送过来的信息。最后,为船载智能终端设计了综合显示界面,将一些重要数据提供给随船出海的科研人员做参考,辅助科研人员进行海上作业。(3)将视频直播技术应用到科考船的海上作业,方便在国家海洋实验室的科研人员即使不随科考船一同出海,也能实时地了解到科考船的海上作业进展情况。结合移动物体检测、人脸检测和人脸识别技术,通过网络摄像机对进出科考船重点实验室和关键区域的非常规人员进行记录。在一定程度上减轻安保人员的工作压力。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 解宇

导师: 张玉璘,李阳

关键词: 海洋观测,协议,嵌入式设备,海上作业直播

来源: 济南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学

单位: 济南大学

分类号: P716

DOI: 10.27166/d.cnki.gsdcc.2019.000446

总页数: 75

文件大小: 4438K

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标签：海洋观测论文;  协议论文;  嵌入式设备论文;  海上作业直播论文;