近年来,世界经济高速发展,陆地资源越来越短缺,人类对资源开采的目光逐渐转向海洋,海洋资源勘探的发展越来越迅速,许多海洋科学和技术得到了飞速的发展。本论文所研究的基于水下设备专用控制器的光纤数传系统隶属于深海勘探技术领域。与陆地资源开采的直接可视化操作相比,深海资源勘探和开发过程中人们无法直接观察到整个过程的实时状况。而且目前水下设备控制系统大都是专一设备控制系统,无法满足水下设备控制专用性和扩展性的要求,同时可视化监控清晰度较低。为解决水下设备控制专用性和扩展性不足以及可视化视频监控清晰度低的问题,本文设计并实现了一套基于水下设备专用控制器的光纤数传系统。该系统由水上甲板监控平台、水下设备监测控制系统和光纤通信系统三部分组成。系统中的水下设备监测控制系统可直接或通过扩展适用于大部分水下设备的数据监测采集和设备控制工作。光纤通信系统最大可传输4路RS232和2路RS485信号,并可同时传输2路高清视频。本系统解决了水下设备控制器的专用型和扩展性不足的问题,并提供了多路通信数据传输和高清视频的传输方案。本文主要完成工作:系统整体方案设计,水下设备监测控制系统硬件设计,水下设备监测控制系统软件设计,甲板监控平台上位机软件设计,光纤通信系统测试,系统联调。结合系统要求和现有技术,本文首先确定了系统总体设计方案。然后详细介绍了水下设备监测控制系统的硬件和软件设计以及光纤通信系统的设计,水下设备监测和控制系统以STM32F407ZET6为核心设计硬件,使用嵌入式C语言编程。接着介绍了水上甲板监控平台上位机软件的设计,上位机软件使用Visual Studio 2012开发平台和C#语言开发,实现了前端显示界面布局设计和后端软件处理。最后是系统的模块调试、联合调试和水下设备监测控制系统的水密封装工作。本论文依据系统设计要求成功设计了一套基于水下设备专用控制器的光纤数传系统,可满足水下设备的高清可视化操作,同时经过扩展可满足多种水下设备的控制需求。
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