小型水下連續(xù)激光拉曼光譜探測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、深海以其廣闊的空間、豐富的資源和特殊的政治地位日益成為各國(guó)關(guān)注的重要戰(zhàn)略區(qū)域。深海探測(cè)，尤其是原位、實(shí)時(shí)、連續(xù)探測(cè)，是開展深海研究、在深海競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。目前，大部分深海實(shí)時(shí)、原位探測(cè)技術(shù)針對(duì)的是海底物理環(huán)境參數(shù)，對(duì)于海底化學(xué)成分的實(shí)時(shí)、原位分析基本依靠對(duì)特定組分的傳感器的開發(fā)，非常缺少針對(duì)海底多種環(huán)境和多種成分的化學(xué)分析測(cè)試手段。 研制一套應(yīng)用于海洋環(huán)境的小型低功耗原位激光拉曼光譜探測(cè)的控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)可搭載在水下運(yùn)

2、載器平臺(tái)上，可進(jìn)行深海海底多種物質(zhì)化學(xué)成份的原位分析。該控制系統(tǒng)軟件部分通過了兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，第一個(gè)階段是利用淺海和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行軟件試驗(yàn)和性能測(cè)試，第二個(gè)階段利用自容式激光拉曼光譜控制系統(tǒng)進(jìn)行深海探測(cè)試驗(yàn)。本論文首先介紹了選題的背景和意義，然后介紹了激光拉曼探測(cè)原理，并分階段介紹了淺海和深海的軟硬件設(shè)計(jì)。作者的主要工作包括：①淺海試驗(yàn)樣機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；②深海自容式系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃。 在淺海試驗(yàn)階段，該控制系統(tǒng)分

3、為水上甲板控制子系統(tǒng)和水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)兩部分。水上甲板控制子系統(tǒng)通過8芯電纜和水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)相連，通過RS485總線實(shí)現(xiàn)對(duì)水下部分的監(jiān)測(cè)和控制，通信協(xié)議基于MODBUS；水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)以PC104計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，用MSP430單片機(jī)進(jìn)行輔助控制，利用溫濕度傳感器進(jìn)行艙體內(nèi)溫濕度的監(jiān)控，整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)基于C＃。淺海試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)能夠滿足水下激光拉曼光譜探測(cè)的控制和通訊要求，實(shí)現(xiàn)水下化學(xué)成分的原位測(cè)量。 在淺海試驗(yàn)

4、樣機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，參與了深海探測(cè)控制系統(tǒng)自容式設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃，其軟件的整體設(shè)計(jì)沿襲了淺海樣機(jī)軟件設(shè)計(jì)框架。 論文主要包括以下內(nèi)容： (1)水下數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建以及PC104計(jì)算機(jī)激光拉曼光譜采集軟件的開發(fā)； (2)單片機(jī)輔助系統(tǒng)和溫濕度信號(hào)采集系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)的搭建； (3)水上甲板控制子系統(tǒng)軟件的開發(fā)。 在深海自容式系統(tǒng)本文主要介紹了： (1)水下自容式系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建