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)研究的重要對象。海洋觀測是認(rèn)識海洋、研究海洋、開發(fā)利用海洋的基礎(chǔ)，海洋觀測儀器則是海洋觀測的工具和手段。在眾多的海洋觀測要素中，海浪是其中最重要且最復(fù)雜的一種。因此，觀測海洋波浪就顯得特別重要了。海浪的觀測有多種多樣的手段、方法和觀測儀器。不同的觀測儀器有不同的測量原理和適用范圍。相對于其它波浪觀測儀器，波浪方向浮標(biāo)具有許多不易被取代的優(yōu)點：如堅固耐用，可做長時間、連續(xù)無人值守的現(xiàn)場觀測，為

2、了特定的觀測目的可對傳感器進(jìn)行剪裁和擴(kuò)充，儀器設(shè)置簡便，機(jī)動性高且不受水深限制，成本相對較低等等。SZF波浪方向浮標(biāo)是一種可測量波高、波周期和波向的國產(chǎn)化海浪測量儀器。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。 本文依托國家863 計劃海洋監(jiān)測技術(shù)成果標(biāo)準(zhǔn)化工程：波浪方向浮標(biāo)，設(shè)計波浪方向浮標(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問題：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)計和實現(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。VC++是微軟公司的產(chǎn)品，是目前Windows平臺下最強(qiáng)大和最靈活的開發(fā)工具。按照系統(tǒng)的設(shè)計功能和要求，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、繪圖、存儲等功能模塊。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，使其具有更大的靈活性，提高了程序運行效率。程序中用到了DLL技術(shù)、COM技術(shù)、C++的標(biāo)準(zhǔn)模

4、版庫、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)計的原理和方法，以及一維能譜的實現(xiàn)。同時給出了軟件程序的實現(xiàn)方法。 上位機(jī)通過RS232串行接口和岸站接收機(jī)實時數(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)計思想、設(shè)計方案和硬件電路的具體實現(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、實時同歷鐘芯片、微型打印機(jī)等等，組成一個單片