新型的基于傾角法海流測(cè)量?jī)x的研究與開發(fā)
傾角法海流測(cè)量?jī)x上位機(jī)軟件包括三部分功能:
(1)通信設(shè)置。利用VC 6.0的MSComm控件設(shè)置串口號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位;
串口的開、關(guān)控制。傾角法海流測(cè)量?jī)x機(jī)器編號(hào)、工作方式、起停設(shè)置;以及數(shù)據(jù)接收、保存設(shè)置。如表1所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194364.htm
(2)數(shù)據(jù)處理。將BCD編碼方式的海流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可被用戶識(shí)別的EXCEL文檔,該部分可以對(duì)單文件、多文件、全部文件操作。
(3)圖形繪制。利用Matlab 7.1強(qiáng)大的繪圖功能,繪制某段時(shí)間內(nèi)流速、流向隨時(shí)間變化的二維曲線圖。
傾角法海流測(cè)量?jī)x上電后啟動(dòng)初始化,進(jìn)入接收狀態(tài),它通過RS 485接口接收上位機(jī)發(fā)送的指令,做出相應(yīng)的響應(yīng),一經(jīng)確認(rèn)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作方式分為定時(shí)3 min,5 min,30 min采樣間隔,數(shù)據(jù)回放。在每個(gè)采樣間隔內(nèi)分別對(duì)流速、流向采樣30 s,溫度采樣3 s。如果接收工作方式字有效,方式字設(shè)為采樣,啟動(dòng)定時(shí)器時(shí)鐘芯片,開始進(jìn)行采樣管理初始化,分別對(duì)海流的流速、流向、溫度數(shù)據(jù)采樣,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。上位機(jī)發(fā)送給海流測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如表1所示。其中,控制字節(jié)用于上位機(jī)對(duì)傾角法海流測(cè)量?jī)x進(jìn)行工作狀態(tài)的控制;當(dāng)傾角法海流測(cè)量?jī)x接收到上位機(jī)發(fā)送的指令后,會(huì)向上位機(jī)發(fā)送返回信號(hào),用來(lái)說(shuō)明控制命令是否執(zhí)行。
由于用二進(jìn)制形式保存文件可以大大節(jié)省存儲(chǔ)空間,所以傾角法海流測(cè)量?jī)x將采集的原始海流數(shù)據(jù)保存為8421BCD碼,但是字節(jié)與字符并不一一對(duì)應(yīng),用文本文件打開時(shí),顯示的數(shù)據(jù)為不易識(shí)別的亂碼,用戶分析時(shí)帶來(lái)諸多不便。因此本文設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序。因?yàn)?421BCD碼每4位表示1個(gè)十進(jìn)制數(shù),所以可以將包含海流信息的一串BCD碼轉(zhuǎn)換成字符串,按照一定的數(shù)據(jù)格式輸出到Excel文件中。為了使用方便,本文不僅設(shè)計(jì)了單文件轉(zhuǎn)換程序,還可以一次處理多個(gè)文件,供用戶選擇。關(guān)于數(shù)據(jù)分析處理方法、有效數(shù)據(jù)選取等數(shù)據(jù)處理規(guī)則參照國(guó)標(biāo)(GB17378.2—1998)海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范相關(guān)章節(jié)。
2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論
傾角法海流測(cè)量?jī)x不僅從理論上證明了可行性,而且與實(shí)踐相結(jié)合,進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),圖5為傾角法海流測(cè)量?jī)x與安德拉海流計(jì)在青島棧橋水域測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比圖。實(shí)驗(yàn)證明,該測(cè)量?jī)x工作穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)處理精度較高。傾角法海流測(cè)量?jī)x可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)為:流速:0~300 cm/s,分辨率:0.2 cm/s,準(zhǔn)確度:2%±1 cm/s;流向:0~360°,分辨率:0.1°,準(zhǔn)確度:±2°;水溫:-5~35℃,分辨率:0.05℃,準(zhǔn)確度:0.1℃;海流測(cè)量最大水深為100m。
3 結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種新型的基于傾角方法的海流測(cè)量?jī)x。與國(guó)外產(chǎn)品相比,該傾角法海流測(cè)量?jī)x成本較低、性能良好、運(yùn)行可靠、操作方便、有較好的推廣前景。
評(píng)論