石油泄露監(jiān)測的光學單元無線系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、石油作為現代工業(yè)的血脈，對我國經濟的長遠發(fā)展起著至關重要的作用。且石油在開采和海上運輸時，難免會出現泄露的事故，這嚴重影響海洋的生態(tài)環(huán)境，并且間接影響人類的身體健康。同時，石油泄漏事故后，被大面積污染的海水將很難被處理，因此對石油泄漏實時在線監(jiān)測在保護海洋生態(tài)安全上具有很重要的意義。另一方面，對于石油泄漏事件，傳統(tǒng)的實驗室電化學分析、以及衛(wèi)星遙感均無法實現實時、動態(tài)的監(jiān)控，探索現場快速檢測技術對制定應急預案以及減少損失具有重要的實用價值

2、。而利用光學手段監(jiān)測海洋石油泄漏具有無標記、實時動態(tài)、高效便捷的優(yōu)勢?；诖耍疚囊砸环N高檢測精度的金屬波導毛細管為光學傳感單元，研制了一套用于石油泄露監(jiān)測的光學單元無線化網絡系統(tǒng)。
　　本研究首先闡述了石油污染現狀以及石油監(jiān)測方法的國內外發(fā)展狀況，并在深入研究光學傳感單元結構和原理的基礎上，提出了石油泄漏監(jiān)測的光學單元無線化網絡系統(tǒng)的整體架構，并闡述了系統(tǒng)的工作機理；其次，以模塊化設計方法，完成了光學單元無線節(jié)點的硬件結構設計，

3、具體包括微處理模塊、時鐘模塊、數據存儲模塊、電源管理模塊、無線通信模塊以及GPRS模塊的設計與集成；再次，在完成節(jié)點的功能需求分析和系統(tǒng)通信協(xié)議制定的基礎上，實現了節(jié)點的嵌入式軟件設計。同時，設計了嵌入信號提取算法的上位機軟件，主要包括基本設置部分、數據顯示部分、數據導出部分、以及數據分析部分；最后，使用紅墨水和石油對系統(tǒng)進行了驗證。結果表明，所研制的光學單元無線化網絡系統(tǒng)能夠實時、在線動態(tài)地監(jiān)測石油泄漏事件，系統(tǒng)具有低成本、低功耗、布