SZF波浪方向浮標(biāo)數(shù)據(jù)接收和處理系統(tǒng).pdf

1、地球上有廣袤的面積被海洋所覆蓋，海洋是地球科學(xué)研究的重要對(duì)象。海洋觀測(cè)是認(rèn)識(shí)海洋、研究海洋、開(kāi)發(fā)利用海洋的基礎(chǔ)，海洋觀測(cè)儀器則是海洋觀測(cè)的工具和手段。在眾多的海洋觀測(cè)要素中，海浪是其中最重要且最復(fù)雜的一種。因此，觀測(cè)海洋波浪就顯得特別重要了。海浪的觀測(cè)有多種多樣的手段、方法和觀測(cè)儀器。不同的觀測(cè)儀器有不同的測(cè)量原理和適用范圍。相對(duì)于其它波浪觀測(cè)儀器，波浪方向浮標(biāo)具有許多不易被取代的優(yōu)點(diǎn)：如堅(jiān)固耐用，可做長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，為

2、了特定的觀測(cè)目的可對(duì)傳感器進(jìn)行剪裁和擴(kuò)充，儀器設(shè)置簡(jiǎn)便，機(jī)動(dòng)性高且不受水深限制，成本相對(duì)較低等等。SZF波浪方向浮標(biāo)是一種可測(cè)量波高、波周期和波向的國(guó)產(chǎn)化海浪測(cè)量?jī)x器。SZF浮標(biāo)系統(tǒng)硬件包括浮標(biāo)、岸站接收機(jī)和上位機(jī)三部分。 本文依托國(guó)家863 計(jì)劃海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化工程：波浪方向浮標(biāo)，設(shè)計(jì)波浪方向浮標(biāo)的數(shù)據(jù)接收和處理系統(tǒng)。論文中主要研究了以下幾個(gè)問(wèn)題：軟件編程、波浪數(shù)據(jù)處理的原理和方法、部分硬件電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。主要工作放在

3、軟件編程上。 在軟件編程方面，程序使用VC++6.0編寫(xiě)。VC++是微軟公司的產(chǎn)品，是目前Windows平臺(tái)下最強(qiáng)大和最靈活的開(kāi)發(fā)工具。按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能和要求，在統(tǒng)一的MFC框架下按功能進(jìn)行分塊編程。包括通訊、數(shù)據(jù)處理分析統(tǒng)計(jì)、繪圖、存儲(chǔ)等功能模塊。其中通訊和儀器控制兼容Modbus通訊協(xié)議。串口通訊采用wifldowsAPI函數(shù)編寫(xiě)，使其具有更大的靈活性，提高了程序運(yùn)行效率。程序中用到了DLL技術(shù)、COM技術(shù)、C++的標(biāo)準(zhǔn)模

4、版庫(kù)、及Matlab和VC++的混合編程等技術(shù)。 在波浪數(shù)據(jù)處理的原理和方法方面主要介紹了特征值統(tǒng)計(jì)的原理和方法，以及一維能譜的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)給出了軟件程序的實(shí)現(xiàn)方法。 上位機(jī)通過(guò)RS232串行接口和岸站接收機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。在硬件電路部分詳細(xì)給出了岸站接收機(jī)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方案和硬件電路的具體實(shí)現(xiàn)。硬件電路以AT89S52單片機(jī)為核心，外圍擴(kuò)展各種功能的IC芯片，如FLASH芯片、實(shí)時(shí)同歷鐘芯片、微型打印機(jī)等等，組成一個(gè)單片