海底邊界層原位微剖面監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、海洋資源、海洋能源的開發(fā)與利用,海洋與全球環(huán)境、氣候變化,海洋環(huán)境與地球生態(tài)的研究是人類得以維持自身的生存與發(fā)展,拓展生存空間,充分利用地球這唯一的資源豐富的寶地最為切實可行的途徑。而對海洋進行開發(fā),需要獲取范圍廣、精確可靠的海洋環(huán)境數(shù)據(jù),并且需要進行海底勘探、水下施工等任務(wù)。這樣就需要一系列的海洋開發(fā)技術(shù)來支持,包括海洋遙感、深海探測、海洋導航等。近年來,海底邊界層原位監(jiān)測技術(shù)得到了國家的高度重視和飛速發(fā)展。海底邊界層是物理、化學等相

2、互作用十分復(fù)雜的區(qū)域,環(huán)境數(shù)據(jù)包括 PH值,溶解氧,溫度,電導率,流速,二氧化碳、甲烷含量與壓力等。海底原位監(jiān)測技術(shù)是一種集各種海洋設(shè)備與機電技術(shù)為一體,可對海底邊界層多項物理、化學參數(shù)的變化進行定點、連續(xù)監(jiān)測的水下觀測技術(shù)。而在海底進行微剖面數(shù)據(jù)采集,可以得到更準確、詳細的海底邊界層數(shù)據(jù)。研究發(fā)展深海海底邊界層原位監(jiān)測技術(shù),對于促進深?？茖W研究與海底資源探測開發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新與進步等具有極為重要的意義。
　　系統(tǒng)以愛特梅爾公司 AT

3、91SAM9263為控制核心,MSP430單片機為電源控制模塊核心,基于Linux2.6軟件平臺,采用雙 ARM冗余控制與數(shù)據(jù)存儲設(shè)計,集成了深海傳感器、步進電機等設(shè)備。系統(tǒng)通過步進電機控制傳感器框架在3個不同高度工作,從而實現(xiàn)了實時、自動化、穩(wěn)定的微剖面數(shù)據(jù)采集與控制管理功能。
　　論文首先介紹了深海海底邊界層監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展狀況,說明我國發(fā)展海底監(jiān)測技術(shù)的重要性和迫切性,并提出了海底原位監(jiān)測系統(tǒng)的基本設(shè)計框架。其次,詳細論

4、述了海底原位監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件部分的具體組成。硬件部分介紹了嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路的組成,電源控制系統(tǒng)電路的組成,深海傳感器的各種性能參數(shù)及操作方法與命令,并給出了關(guān)鍵電路的原理圖和實物圖。軟件部分介紹了嵌入式 Linux軟件平臺的搭建,包括開機引導程序U-boot的移植,內(nèi)核Linux2.6.30的編譯與移植。然后詳細介紹了微剖面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用程序關(guān)鍵部分的編寫,應(yīng)用程序使用嵌入式C語言編寫,并且采用了多線程編程來提高程序的運行效率