海洋环境监测数据采集器研制及其数据处理方法设计

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文海洋环境监测数据采集器研制及其数据处理方法设计姓名：冀本豪申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：马西庚;李立刚20090501摘要随着全球陆地资源的日趋紧张和环境的不断恶化，海洋资源的重要性日益凸现，人类社会的发展必然越来越多地依赖海洋，而海洋环境监测的能力，直接影响着海洋资源丌发和海洋环境保护的程度和效果。为此本文结合国内外海洋环境监测技术的现状，分析了海洋环境监测的特点，根据现场的应用需求，对海洋环境监测数据采集器进行了设计与开发，同时设计了海洋环境监测中关键参数的有关数据处理方法。通过分析海洋监测中各个

2、环节的结构和关键问题，确定了海洋坏境监测系统的功能需求，提出了以双单片机为核心，具有多种接口和大容量存储器的数据采集器的整体设计方案。在设计中主要开发了数据存储模块、实时时钟模块、模数转换模块、串口通信模块和提高数据采集器抗干扰性的复位监测模块的软、硬件，实现了数据的采集、存储、处理、传输等功能。根据数据采集器和上位机软件对数据处理的不同需求，对海洋环境监测中关键参数的相关数据处理方法进行了设计。在对几种数据处理方法的分析和比较的基础上，采用复合滤波的方法实现了数据采集器中的数字滤波；根据风速、风向的特点提取了极大值点和最大值点；使用数据插值和曲线拟

3、合的方法对潮位值进行了数据补遗；结合潮汐的规律采用滑动平均法完成了高低潮位值的提取。实验室模拟调试实验和现场实际数据处理结果表明，设计的数据采集器能够完成主要水文、气象参数的采集并进行数据预处理；在上位机中对关键参数数据的处理也取得了预期的效果，为海洋环境数据处理其它环节的研究提供了较为准确的数据基础。关键词：海洋环境监测；数据采集；数据处理DevelopmentofDataCollectorandItsDataProcessingMethodsinMarineEnvironmentJiBenhao(SignalandInformationProce

4、ssing)DirectedbyProfessorMaXigeng，LecturerLiLigangAbstractWiththeoVe卜exploitationoflandresourcesandtheenvironmentaldestruction，themarineresourcesbecomemoreandmoreimportantinthehumansociety’Sdevelopment．Tosomeextent，themarinemonitoringabilitydirectlyaffectsthelevelofmarineresour

5、cedevelopment．Basedonthenewestmarinemonitoringtechniquesandthefeaturesofourcountry’Smarinemonitoringfield，thisthesisdesignsanddevelopsamarinemonitoringdatacollectorandthedataprocessingmethodsofthemarinemonitoringkeyparameters．Byanalyzingallstructuralandkeyproblemsexistinginmari

6、nemonitoringfield，thisthesisdeterminesthefunctionalrequirementsofmarinemonitoring，andputsforwardthedatacollector’SoverMldesign．Thedatacollectorhasavarietyofinterfaceandmassstorage，withdoublesingle-chipasthecore．Thesoftwareandhardwareofdatastoragemodule，real—timeclockmodule，anal

7、og-digitalconversionmoduleandresetmonitoringmodulearedevelopedthatrealizethefunctionssuchasdatacollecting，processing，storingandtransferring．Accordingtothedifferentneedsofdatacollectorandthehostcomputerforthedataprocessing，thedataprocessingmethodsofkeyparametersaredesigned．Byana

8、lyzingmanydataprocessingmethods，thecollector’Sdigitalf