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浅谈波浪基于GPRS的波浪浮标数据采集及处理系统的 本科论文
上位机数据中心软件能够持续稳定地运转,完成接收下位机波浪浮标传输过来的数据并进行相应处理的任务,证明本论文采取的案例可行可靠,达到了预期的要求。                  关键词:ADC0809论文  GPRS论文  SIM300论文  Visual论文  C++论文  频谱浅析论文本论文由http://www.qqg88.com整理提供,需要 论文可以联系客服人员哦。 
摘要:我国是一个濒海大国,拥有18000多千米的大陆海岸线、近300万平方千米的海域、6000多个面积在500平方米以上的岛屿和1000多个可利用的港湾。波浪浮标是对海洋波浪进行长期、实时、定点观测的主要设备,它能够全天候地、连续地监测它所在海域的波高、周期及波向。近海波浪的观测探讨对海洋开发、交通运输、国民经济建设、国防建设及海上舰船活动等都起到十分重要的作用。波浪浮标采集到的数据具有连续性好、精确度高的优点,传统波浪浮标系统利用VHF(Very High Frequency)甚高频无线通信技术将其自动采集的波浪数据传输到岸站接收机,岸站接收机接收到数据后进行相关的处理、存储、显示及打印等操作。但是由于VHF无线通信受到天线的增益、高度、发射机输出功率、接收机灵敏度、电磁环境及有无障碍物等各种因素的影响,VHF的通信距离受到限制,即使是国外先进的Waverider波浪骑士波浪浮标的传输距离也只有50千米。由此利用VHF无线通信技术的波浪浮标系统必须架设岸站系统,其相应的高昂的岸站系统架设费用、派人值守的开支、后期的维护及维修费用等导致了其成本的大大提升,而且其恶劣的工况导致了其稳定性及可靠性的下降。本论文尝试利用GPRS无线通信技术替代VHF无线通信技术来完成波浪浮标的数据传输,GPRS提供了基于TCP/IP协议的完整的数据传输解决案例,在电力系统、移动办公系统、 治安系统、污水处理系统等间歇性发起连接、小流量、需要频繁地进行数据传输的运用场合得到了广泛的运用。本论文采取SIMCOM公司的SIM300模块作为采集系统的数据收发模块,采取SIM300GPRS模块来进行无线数据传输的案例可以将数据采集系统采集的波浪数据直接传输到GPRS-Internet网络,任何一台连接到公网并获得公网IP(利用ADSL等拨号方式获得的动态公网IP亦可)的上位机便可以接收以采集系统传来的波浪数据,上位机还可以发送制约命令来制约浮标的工作方式,达到远程制约的目的。由此可见本案例不仅为波浪浮标系统节省了成本,而且还提升了整个系统的稳定性和可靠性,这对建设一个稳定可靠的海洋波浪监测网络提供了技术保障。数据采集端选用STC12C5A60S2单片机作为核心处理单元,STC12C5A60S2单片机将完成数据的采集、打包和发送功能;波高倾斜传感器用于波浪波高序列和波向参数的采集,采集到的波高序列和波向参数以模拟电压信号的方式输出;ADC0809是National公司的A/D转换器,它可以将模拟电压信号转换成单片机能够处理的数字信号;数据通信模块采取SIM300,SIM300与单片机通过串口进行连接并通信,单片机通过串口向SIM300发送AT指令来制约SIM300进行数据的收发。上位机数据中心利用Microsoft的Visual C++进行编写,上位机的通信模块利用基于消息的异步套接字进行编写。数据库模块利用VC++的ADO组件进行编写,利用ADO组件可以方便地对数据进行有效组织和管理。采取VC++与MATLAB混合编程的方式来编写上位机数据中心的数据处理模块,在MATLAB环境中将相应的M文件导出为DLL(动态链接库)文件,将导出的DLL文件嵌入到VC++工程中,能够非常简洁地完成数据处理的功能。经测试上位机数据中心软件能够持续稳定地运转,完成接收下位机波浪浮标传输过来的数据并进行相应处理的任务,证明本论文采取的案例可行可靠,达到了预期的要求。 关键词:ADC0809论文 GPRS论文 SIM300论文 Visual论文 C++论文 频谱浅析论文
本论文由http://www.qqg88.com整理提供,需要 论文可以联系客服人员哦。

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第一章 引言11-21

    1.1 海浪观测的作用及策略11-12

    1.2 国内外探讨近况及进展走势12-16

    1.2.1 3m 多参数波浪浮标12-13

    1.2.2 加拿大 AXYS 公司波浪浮标13-14

    1.2.3 Waverider 波浪骑士14-15

    1.2.4 进展走势15-16

    1.3 浮标系统原理16-18

    1.4 本课题探讨的作用18-19

    1.5 本课题探讨内容19-21

    第二章 GPRS 通用分组无线业务的基本原理21-30

    2.1 概念21-22

    2.2 网络结构22-24

    2.3 TCP/IP 协议栈24-25

    2.4 IP 地址及端口25-26

    2.5 套接字26-27

    2.6 GPRS 的优点27-28

    2.7 GPRS 的组网技术案例28-29

    2.8 本章小结29-30

    第三章 数据采集硬件系统30-46

    3.1 概述30-31

    3.2 单片机及其引脚31-33

    3.2.1 单片机主要特点32-33

    3.2.2 单片机外部引脚33

    3.3 波高倾斜传感器及其原理33-36

    3.3.1 波高和周期的测量35

    3.3.2 波向的测量35-36

    3.4 A/D 转换电路设计36-38

    3.4.1 ADC0809 的主要技术指标36-37

    3.4.2 ADC0809 采集电路设计37-38

    3.5 GPRS 通讯电路设计38-45

    3.5.1 SIM300 及其外部引脚39-40

    3.5.2 SIM300 的电源供电40-41

    3.5.3 启动 SIM30041-42

    3.5.4 SIM300 的串行接口42-43

    3.5.5 SIM300 电路设计43-44

    3.5.6 关闭 SIM30044-45

    3.6 本章小结45-46

    第四章 下位机软件设计46-57

    4.1 概述46-47

    4.2 下位机软件设计案例47-48

    4.3 系统启动与初始化模块的设计48-50

    4.3.1 开定时器及其中断48

    4.3.2 开串口及其中断48-49

    4.3.3 启动并初始化 SIM30049-50

    4.4 数据采集、打包模块的设计50-53

    4.4.1 数据采集模块的设计50-52

    4.4.2 数据打包模块的设计52-53

    4.5 数据发送模块的设计53-54

    4.5.1 AT 指令53-54

    4.5.2 数据发送的实现54

    4.6 串口中断服务程序模块的设计54-56

    4.7 本章小结56-57

    第五章 上位机数据中心软件设计57-77

    5.1 界面设计57-60

    5.1.1 数据中心界面的设计57-59

    5.1.2 下位机仿真终端的设计59-60

    5.2 通信模块的设计60-67

    5.2.1 创建并初始化套接字60-63

    5.2.2 数据接收模块的设计63-65

    5.2.3 制约命令发送模块的设计65-67

    5.2.4 卸载套接字库67

    5.3 数据库模块67-69

    5.4 数据处理模块69-76

    5.4.1 数据预处理69-70

    5.4.2 波浪特点值的统计70-72

    5.4.3 谱浅析72

    5.4.4 VC++与 MATLAB 混合编程72-75

    5.4.5 Visual C++中调用 MATLAB 编译的 DLL 文件75-76

    5.5 本章小结76-77

    第六章 结论与展望77-79

    6.1 结论77-78

    6.2 展望78-79

    致谢79-80

    攻读硕士学位期间的科研成果80-81

    附录A 部分下位机硬件电路81-83

    附录B 串口驱动程序83-85

    附录C 其它常用 AT 指令85-88

    附录D 功率谱浅析实例所利用的波高数据88-89

    参考文献89-91

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