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深海热液探测电子系统的研究与实现

任殿慧  
【摘要】:深海热液口是岩石圈与大洋圈进行能量和物质交换的窗口,通过它科学工作者可以获知海洋相关的物理量、化学量等参数。其中温度、深度、盐度作为海洋热液口的基本参数,对其进行精确的测量对了解和分析深海热液具有十分重要的作用。 深海热液柱探测系统主要由水下单元和甲板单元两部分构成。电源的供给与信息的传输用能源与信息混合传输单元来完成,其中水下嵌入式测控单元是实现系统功能的关键。本文主要针对水下嵌入式测控单元,把其中的温度传感器、深度传感器、盐度传感器作为设计的重点,并把温、深、盐传感器集成到现有的系统当中,从而构成了完整的深海热液探测系统。 本文主要分为以下几个部分: 1.介绍了深海热液探测技术的概况,归纳和总结了国内外CTD探测技术的研究现状和发展趋势。 2.对系统总体分析和设计。简述了系统的总体框架结构、操作平台及开发环境,并分别阐述了各类温度、深度、盐度(CTD)测量的基本工作原理,描述了传感器选型的基本依据,并且传感器的误差分析与校正方法,对各部分电路的功能进行了简要的描述和分析。 3.重点描述了深海热液探测电子系统的硬件设计过程。系统开发平台是基于MSP430低功耗处理器,分别对高精度数据采集电路,信号处理及其外围电路,电源电路进行模块化设计和实现,并给出了电路设计时需要注意的事项以及经验总结。 4.介绍了热液探测系统的软件部分,包括下位机软件及上位机软件。在描述了整个系统软件的流程后给出各功能模块具体实现细节。 5.最后针对对整个热液探测系统进行了近海海试,给出系统的试验结果,对数据进行分析与归纳,得出一些基本的结论。同时,对论文全部工作进行了总结,对系统设计中出现的一些问题进行了分析与评估,对热液探测系统的开发和应用前景进行了展望。


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