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水声通信海测平台的设计与实现

作　者: 张斌益
导　师: 高春仙; 袁飞
学　校: 厦门大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 水声通信海测平台 服务器子系统 无线通信子系统 数据处理子系统 海上节点
分类号: TN929.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 3次
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内容摘要


21世纪是海洋的世纪,人类进入了大规模开发利用海洋的时期。在海洋产业的发展中,水声通信技术是国内外学者研究的最热门领域之一。然而,由于水声实际信道环境远非实验室仿真环境或者水池实验所能模拟的种种信道条件,导致目前大部分水声通信实验平台在实际应用方面性能极大地偏离了人们期望上所能达到的理想效果。要进一步验证研究成果就需要出海进行繁重、冗长、对财力要求很高的海测实验,制约了水声通信技术的发展。本论文将从解决海测试验风险大、代价高、试验周期长的问题入手,集成分布在海上的实验节点,设计一个可远程控制、可再现的水声通信海测平台替代传统出海测试的方式进行水声通信实验。在低成本的情况下,提供一种可靠、实时的方式提高水声通信的研究效率,从而解决出海实验带来的一系列困难。水声通信海测平台由服务器子系统、无线通信子系统和数据处理子系统三个部分组成。服务器子系统包含系统网站和后台数据库,提供了一个实验人员可操作的人机界面,可以实现设备信息的显示与定位、试验设备与实验数据选择、试验数据管理、在线图表等功能。无线通信子系统包含移动网络通信和数传电台通信两种模式,提供网口和串口两种通信速率选择。无线通信子系统通过基于Winsock技术的监控软件实现与服务器的连接以及服务器与海上节点的无线长距离数据透明传输。数据处理子系统主要实现AD/DA转换,发送端读取来自无线传输设备的数字信号DA后经功率放大器和水声换能器发送。相反的,接收端接收来自换能器的模拟信号,通过AD转换和无线传输模块回传服务器,实现整个远程控制的海测实验流程。本课题针对现有水声通信实验平台进行了详细调研和分析,提出了基于B/S架构、可远程控制的水声通信海测平台。通过系统联调和海测实验,验证平台的可行性和可靠性,其研究成果具有一定的理论指导意义和实际应用前景。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 课题的研究背景与研究意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-19
    1.2.1 国外研究现状  13-17
    1.2.2 国内研究现状  17-19
  1.3 论文的主要内容和结构  19-21
第二章 海测平台的设计方案和技术路线  21-35
  2.1 系统的总体架构设计  22-23
  2.2 服务器子系统  23-26
    2.2.1 系统网站  25-26
    2.2.2 数据库  26
  2.3 无线通信子系统  26-31
    2.3.1 移动网络通信  26-30
    2.3.2 数传电台通信  30-31
  2.4 数据处理子系统  31-32
  2.5 开发环境介绍  32-34
  2.6 本章小结  34-35
第三章 海测平台的实现  35-60
  3.1 系统网站的设计与实现  35-50
    3.1.1 数据库说明  36-38
    3.1.2 用户登录  38-40
    3.1.3 个人信息管理  40-41
    3.1.4 信号点浏览  41-43
    3.1.5 海测实验  43-44
    3.1.6 实验日志  44-45
    3.1.7 在线图表  45-48
    3.1.8 网站安全性  48-50
  3.2 监控软件的设计与实现  50-55
    3.2.1 TCP/IP协议  50-51
    3.2.2 多线程技术  51-52
    3.2.3 文件发送和接收  52-54
    3.2.4 GPS信息接收  54-55
  3.3 数据处理子系统的设计与实现  55-59
    3.3.1 DA转换原理  55-56
    3.3.2 DMA控制器  56-57
    3.3.3 程序设计  57-58
    3.3.4 在线调试  58-59
  3.4 本章小结  59-60
第四章 海测平台的部署与调试  60-70
  4.1 实验框架  60-61
  4.2 平台部署  61-64
    4.2.1 SQL Server的部署  61-62
    4.2.2 Web站点的部署  62-63
    4.2.3 DTU的初始化配置  63-64
  4.3 闭环联调  64-66
  4.4 海测实验  66-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章 工作总结与展望  70-72
  5.1 论文工作总结  70-71
  5.2 未来工作展望  71-72
参考文献  72-75
攻读硕士期间发表的学术论文  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 水下通信（声纳通信）
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