SZF波浪方向浮标数据接收和处理系统.pdf

中国海洋大学硕士学位论文 SZF波浪方向浮标数据接收和处理系统姓名:赵曙东申请学位级别:硕士专业:物理海洋学指导教师:唐原广 20070601 SZF波浪方向浮标数据接收和处理系统摘要地球上有广袤的面积被海洋所覆盖,海洋是地球科学研究的重要对象。海洋观测是认识海洋、研究海洋、丌发利用海洋的基础,海洋观测仪器则是海洋观测的工具和手段。在众多的海洋观测要素中,海浪是其中最重要且最复杂的一种。因此,观测海洋波浪就显得特别重要了。海浪的观测有多种多样的手段、方法和观测仪器。不同的观测仪器有不同的测量原理和适用范围。:如略固耐用,可做长时间、连续无人值守的现场观测,为了特定的观测目的可对传感器进行剪裁和扩充,仪器设置简便,机动性高且不受水深限制,成本相对较低等等。SZF波浪方向浮标是一种可测量波高、波周期和波向的国产化海浪测量仪器。SZF浮标系统硬件包括浮标、岸站接收机和上位机三部分。本文依托国家863计划海洋监测技术成果标准化工程:波浪方向浮标,设计波浪方向浮标的数据接收和处理系统。论文中主要研究了以下几个问题:软件编程、波浪数据处理的原理和方法、部分硬件电路的设计和实现。主要工作放在软件编程上。在软件编程方面,程序使用VC++。Vc++是微软公司的产品,是目|}if ,在统一的MFC框架下按功能进行分块编程。包括通讯、数据处理分析统计、绘图、存储等功能模块。其中通讯和仪器控制兼容Modbus通讯协议。串口通讯采用Windows API函数编写,使其具有更大的灵活性,提高了程序运行效率。程序中用到了DLL 技术、c++的标准模版库、及Matlab和Vc++的混合编程等技术。在波浪数据处理的原理和方法方面主要介绍了特征值统计的原理和方法,以及一维能谱的实现。同时给出了软件程序的实现方法。上位机通过RS232串行接口和岸站接收机实时数据通讯。在硬件电路部分详细给出了岸站接收机的设计思想、设计方案和硬件电路的具体实现。硬件电路以 AT89S52单片机为核心,外围扩展各种功能的Ic芯片,如FLASH芯片、实时R历钟芯片、微型打印机等等,组成一个单片机功能齐备的系统。实验室实验和海上现场实验证明,SZF波浪方向浮标数掘接收和处理系统的各项指标达到了设计要求,它的运行稳定,操作简单方便。数据接收准确,数据处理结果真实可靠。基本可提交给用户使用。关键字: SZF波浪方向浮标;VC++;MODBUS;数据分析处理 Data Receiving and Processing System of Di rection Buoy ABSTRACT A vast area ofthe Earthiscovered by ocean is animportant object of the Earth seientitle Ocean’s observation i8foundation of the understanding of theoceans,marine research,development andutilizationof oceans. The ocean observing equipment is tool and instrument of ocean’s observation. Among allelements oftheOCean isthemostimportant and plex ,the wave observation isespecially important observing wave,there are many kinds ofmethod and observation differentinstruments have differentprinciple and differentscopes ofapplication. Compared toother wave observation apparatus,wave direction buoys havemany advantages:duration foruse,long timeunmanned observation,To specificpurpose of observing the sensors can betailoredandexpand,installation issimple,hi曲mobility without water