半导体技术的迅猛发展使得微控制器集成度越来越高，计算速度越来越快，价格和功耗越来越低。近年来异军突起的一些32位ARM微控制器工作主频高达几百兆，很好的解决了困扰工程师们的实时性问题。 随着计算机、通讯和控制技术的发展，工业控制系统正在朝着网络化、分布化的方向发展。现场总线既是一个开放通信网络，又是一种全分布控制系统。现已广泛应用于多个工业领域。CAN总线即是现场总线的一种，它主要应用于各种设备检测及控制，被公认为最有前途的现场总线之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200，开发了一套带有CAN总线接口的海洋气象要素观测系统。该系统可以挂接多个CAN总线传感器节点，同时还具有以太网、USB、RS232、RS422、RS485等多种通信端口，并且可靠性高、抗干扰能力强。CAN总线传感器节点，由传感器、微处理器芯片(内嵌CAN控制器)和CAN收发模块组成，可以独立完成某一项或多项气象要素的数据采集，同时还能实现与CAN总线的数据交换。 论文首先介绍了海洋气象要素观测系统的总体设计，接着介绍了传感器节点的CAN总线实现方案，然后详细阐述了以AT91RM9200为核心的开发平台的硬件组成及实现，并以此硬件平台为基础，详细的论述了嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作，如U－BOOT的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作、驱动程序的编写、以及应用程序的开发。
上传时间： 2013-05-20
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船舶气象仪是一套船载的自动化海洋气象观测系统，该系统广泛的布置在各种船只上，可以获得船只经过的海域内的风、湿、温、气压、降雨等气象参数。通过对海洋气象环境实时的掌握，能够使船舶航行安全、省时、经济，并使因灾害性天气造成的损失减小到最低限度。通过对海洋气象数据的存储、统计，对我国观测海洋环境、研究海洋、开发海洋、利用海洋都有着重要的意义。 现代测控系统除了具有高性能的数据采集、信号处理、I/O和通信接口以外，通常均需具备良好的人机接口、友好的用户界面和强大的网络功能等。ARM架构的嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统由于其优异的性能和很高的性价比，已经被广泛地应用到各种电子产品的设计当中，并受到愈来愈多的自动化设备和智能仪表设计人员的青睐。 本课题主要研究基于ARM+Linux架构的嵌入式船舶气象仪的设计与开发。系统硬件平台选用ATMEL公司的AT91RM9200处理器，扩展了64M SDRAM和8M NAND FLASH，同时扩展了外围通信设备接口包括通用串行口、CAN总线接口、网络接口和人机交互接口等；并根据实际环境需要，进行了传感器的选型。 软件平台的设计主要涉及了U－Boot引导装载程序的建立，同时根据开发平台的资源，配置和裁剪Linux的内核，并编写、添加源代码中没有的驱动程序，如AD、键盘、CAN总线控制器等，重新编译内核，下载到开发平台。并在此基础上，进行了应用程序的编写。同时深入研究了嵌入式Linux下的图形界面，将图形界面系统MiniGUI移植到Linux系统中，设计了较完善、友好的图形用户界面，大大方便了用户的操作。
上传时间： 2013-06-12
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针对海洋环境监测工作的实际需要，以高性能单片机C8051F120为核心研制了一种海洋水文气象综合数据采集器。采集器采用成熟的工业级集成电路芯片和元器件、配备X5043看门狗芯片，保证了系统可靠性和稳定性；采用交流电和太阳能电池双供电模式，应用B1203LS有效降低了系统功耗；配备有线/无线通讯接口，实现数据的远程传输。现场应用表明，其运行稳定可靠、维护管理简单，具有较大的实用价值和应用前景。
上传时间： 2013-11-13
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海洋台站自动观测系统是一套应用于海滨观测的仪器设备，负责对气象、水文参数进行实时观测。诸多的参数通过相应的传感器进行测量，海洋台站自动观测系统对测量的信息进行汇总，再将其通过有线或无线的通讯方式传输到各级海洋环境监测预报中心，供天气预报和海洋预报使用。 本文以我国“海洋台站自动观测系统政府采购计划”为背景，重点设计了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋台站自动观测系统。本课题主要研究基于arm7+uClinux海洋台站自动观测系统的设计与开发。根据实际的需要，分析海洋台站自动观测系统的整体要求，对传感器进行选型，进行方案设计，完成整个系统的搭建。为了降低系统功耗，CPU所采用的是Samsung公司推出的无内存管理单元的处理器S3C44BO，设计了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及键盘等相关电路。同时，为了减少驱动开发所带来的不便，使用TL16C554A对串口电路进行了扩展，便于数据处理，也使得系统具有更好的可扩展性。软件方面设计主要涉及了BootLoader引导装载程序的建立，选用uClinux操作系统，并对其内核进行配置和裁剪，添加源代码中没有的驱动程序。为了缩短研发周期和降低开发难度，选用MiniGUI作为图形用户界面系统，深入分析了MiniGUI的结构、原理，并将其移植到uClinux系统中。本系统采用的是MiniGUI－Threads多线程模式，主线程协调各个线程进行相应的数据处理。为了使系统操作变得直观、简单，对用户界面进行了初步设计，使用复用I/O的方法解决多串口通讯容易造成的数据阻塞问题。此外，为了更好的将台站所测得的信息量发送给海洋环境监测预报中心，需要完善通讯协议以便于数据交换。 最后，根据本系统实际研究开发结果，总结分析了系统的特点，并对下一步设计工作进行了展望。
上传时间： 2013-07-12
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大气能见度(Visibility)是反映大气透明度的一个指标，是气象观测的常规项目，它对航海、航空、陆上交通以及军事活动等都有重要影响。目前国内能见度仪，特别是适用于海洋恶劣环境中的便携式、高精度的能见度仪较少，需要研制适合海上测量的能见度仪。 在系统阐述大气能见度检测理论依据的基础上，研究了能见度检测系统的关键技术，主要包括光源的稳定性、微弱信号的相敏检测技术及信号的抗干扰技术等。本系统由发射模块、接收模块、信号处理模块及电源模块等组成。设计了发射模块和接收模块的光学系统，并进行了发射光源的调制设计、接收模块中的光电转换电路、放大电路、带通滤波电路的设计及信号的锁相放大电路的设计等。大气能见度测量属于微弱信号检测技术，在海上更容易受到外界自然光及其它环境因素的干扰，因此滤除各种干扰，提取有用的微弱信号是本设计的核心。本文重点研究了光敏检测技术和适合于微弱信号检测的锁相放大技术，设计了以OPT101为核心的光敏检测电路，有效提高了电路的灵敏度和抗干扰，简化了设计；设计了以平衡调制解调芯片AD630为核心的锁相放大电路和由双D触发器SN74HCT74及单稳态触发器M74HC4538B1R组成的移相电路，实验证明，在较大的噪声背景下，该电路可以有效地提取出反映能见度变化的有用信号。锁相放大后的直流信号，经AD处理后输入到微处理器ARM中，经过理论运算最后得到能见度值。为了保证系统工作的稳定性，特别是海上恶劣环境，对系统进行了防盐、雾、水的设计，如对镜头进行镀膜、对PCB板进行了三防处理等。 最后进行了能见度仪样机的研制。
上传时间： 2013-04-24
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将立体杂波图应用于气象杂波的CFAR处理，根据当前杂波环境的变化实时地产生杂内杂外标志，从而选择不同的信号处理支路处理当前气象杂波，提高了雷达的检测性能，降低了虚警概率。
上传时间： 2013-08-11
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针对船舶气象仪保障维修而设计的船舶气象仪测试系统，包括信息处理终端、主仪器检测模块、传感器检测模块，各个模块都采用基于AVR单片机的嵌入式系统，模块之间通过CAN总线进行通信。结果表明，船舶气象仪测试系统能够快速检测船舶气象仪故障，与单纯依靠人工方式排查故障相比，故障检测时间缩短了60%以上。 Abstract: The test system of ship meteorological instrument was developed to satisfy the maintenance of ship meteorological instruments，which composed of information processing terminal， testing module of main instrument and testing module of sensors. Each of these modules included an embedded system based on microcontroller of AVR series and communicated with other module by CAN bus. The results show that the test system can judge the fault of ship meteorological instrument quickly and shorten the fault detection time as much as 60% compared with simple manual troubleshooting.
上传时间： 2013-11-23
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设计了一种基于C8051F340单片机的海洋要素垂直剖面测量系统(简称“海马”)的控制存储电路。该控制存储电路实现了“海马”的核心部件—— 棘爪机构单向抓紧、阻尼锁定和自由上浮3个状态的控制。它将采集的数据存储到SD卡,实现了数据的实时传输,并且系统搭载的传感器可以扩展。设计方法简单新颖,同时实现了“海马”下潜运动的能量全部来自波浪,上浮依靠自身浮力,存储器方便与PC机接口的目标。
上传时间： 2013-11-18
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为了克服国内数据采集器通用性不强，论文以C8051F120为控制核心设计了通用多功能低功耗海洋数据采集器。多功能低功耗海洋数据采集器采用B1203LS非线性变压模块，降低了系统的功耗；采用了OCM12864-8液晶显示设计，实现了系统的菜单化管理；采用大容量存储器AT45DB041，可以存储大量历史数据；并提供了RS232接口可以实现远程有线或者无线传输。整个系统有体积小、功耗低、太阳能供电的特点，完全达到设计要求，有较大的实用价值和应用前景。
上传时间： 2013-11-05
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基于合成孔径雷达（SAR）图像的海面风场估计已经得到广泛认可。多数风速反演算法是以估计的风向、校正的δvv为先验条件，应用海风模型计算而得的。在相同风向的情况下，应用不同的海风模型会得到不同的风速反演值，因此选择合适的模型是风场估计的关键。同时，风向数据的精确度也很重要，即使不大的误差也会给风速的反演结果带来明显偏差。为解决上述问题这里提出一种不需要预先已知风向数据的风场估计算法。该算法将基于海洋SAR图像中风浪的条纹信息，以及风浪条纹生成的自相关函数的周期性估计风速数据，同时由风浪条纹的最短周期方向估计风向数据，从而估计出完整的风场矢量。仿真结果显示，该算法对风速和风向数据有较高的估计精度。
上传时间： 2013-10-17
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