石油泄露監(jiān)測的光學(xué)單元無線系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、石油作為現(xiàn)代工業(yè)的血脈，對我國經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。且石油在開采和海上運輸時，難免會出現(xiàn)泄露的事故，這嚴(yán)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(hù)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(xué)分析、以及衛(wèi)星遙感均無法實現(xiàn)實時、動態(tài)的監(jiān)控，探索現(xiàn)場快速檢測技術(shù)對制定應(yīng)急預(yù)案以及減少損失具有重要的實用價值

2、。而利用光學(xué)手段監(jiān)測海洋石油泄漏具有無標(biāo)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(dǎo)毛細(xì)管為光學(xué)傳感單元，研制了一套用于石油泄露監(jiān)測的光學(xué)單元無線化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
　　本研究首先闡述了石油污染現(xiàn)狀以及石油監(jiān)測方法的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，并在深入研究光學(xué)傳感單元結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上，提出了石油泄漏監(jiān)測的光學(xué)單元無線化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，并闡述了系統(tǒng)的工作機(jī)理；其次，以模塊化設(shè)計方法，完成了光學(xué)單元無線節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，

3、具體包括微處理模塊、時鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源管理模塊、無線通信模塊以及GPRS模塊的設(shè)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(chǔ)上，實現(xiàn)了節(jié)點的嵌入式軟件設(shè)計。同時，設(shè)計了嵌入信號提取算法的上位機(jī)軟件，主要包括基本設(shè)置部分、數(shù)據(jù)顯示部分、數(shù)據(jù)導(dǎo)出部分、以及數(shù)據(jù)分析部分；最后，使用紅墨水和石油對系統(tǒng)進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明，所研制的光學(xué)單元無線化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)崟r、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