浮标系统 - 文档网

视频浮标测流系统的开发与应用

２０１３￣１３期总第１３３期　

Ｓ¨ＬＩＣ０Ｎ　ＶＡＬＬＥＹ　画　

视频浮标测流系统的开发与应用　

张字’，段金凤’，曲振会２１杨明武’　

（１．河南省南阳水文水资源勘测局，河南南阳４７３００２；２．南阳市白河橡胶坝管理处，河南南阳４７３０００）　

摘　要在陡涨陡落的山区性河流中、高洪水测流实践中，，／ｉ，ｆｉ－ｆ￣浮标测流法。视频浮标测流系统，就是依据原有　

人工浮标测流法的基本原理，借助现代的视频设备、有线数字传输和计算机处理系统，将人工测流全部转化为自动化，　

依靠先进的数字处理系统，快速准确、安全可靠地完成洪水流量测验。　

关键词视频：浮标测流系统；开发；应用　中圈分类号：Ｐ３３２　文献标识码：Ａ．　文章编号：１６７卜７　５９７（２０１　３）１　３－００４７～０２　

１开发背景和意义　

目前水文系统的测流设备都不外乎以下几种。　

１）水文缆道设备，包括主副索、循环索、铅鱼及缆道控制　

系统（操作控制台）。将流速仪安装在铅鱼上，由控制台对铅鱼　

进行垂直和水平运行的控制来进行测流。　２）桥测车，在机动车上安装悬臂、传动装置以及信号接　

收电路，在桥上将悬挂铅鱼的流速仪下放到水流中进行流速的　

测量。　

３）浮标法测流，用浮标投放器将制作的人工浮标依次放到　

水流中，利用浮标流经上、下断面的时间来记录浮标历时，另　外在上断面处安装经纬仪或小平板仪，配合中断面的测流人员　

来进行浮标起点距的定位。投放浮标需要一个人，上、中、下　

三个断面线上需要各站一个人，另外还要有经纬仪观测及记录　

人员，最少５个人方能完成这项工作。　

４）比降面积法测流，利用水流的比降及断面面积等参数来　

计算流量。　５）ＡＤＣＰ流量剖面仪测流，部分测站引进了美国产的　

ＡＤＣＰ测流设备，利用这种先进的设备进行流速、断面面积及　

流量的测量。　’　河南省南阳盆地大部分河流都是山区性河流，河道都是陡　

涨陡落型。每逢大雨或特大暴雨，洪水来势凶猛，流速高达每　秒７－８米，并且还有大量的漂浮物。针对这样的河流特性，以　

海洋维权执法浮标信息采集系统的CAN总线设计

龙源期刊网

海洋维权执法浮标信息采集系统的CAN总线设计

作者：唐原广刘晓王朋朋

来源：《现代电子技术》2013年第10期

摘要：我国的海上疆土非常的辽阔，海洋开发和海洋探测对于我国经济的发展具有深远的意义。海洋资料浮标是海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一，具有全天候、长期连续、定点监测的特点。根据海洋维权执法浮标的特点，运用现场总线技术，设计了基于CAN总线的浮标数据采集系统。实验表明，CAN总线的应用为海洋维权执法浮标采集系统提供了一种新的采集方式，组成了一套总线化、模块化、高可维护性的系统。

关键词：通信； CAN总线；海洋浮标；数据采集

中图分类号： TN911⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）10⁃0031⁃02

海洋维权执法浮标基于目前的大型海洋资料型浮标安装高清晰度图像采集系统和声学传感器阵列，定点获取关键海域的舰船信息，获取海洋侵权目标、提升全天候探测能力；分别研制基于浮标卫星和飞机卫星的高速数据实时传输系统，结合目标特征数据库，实现对侵权目标的特征识别和研判；综合集成上述传输技术、探测技术和分析研判技术等，在东海特定敏感区域开展维权执法目标探测识别与信息传输技术集成三位一体的信息综合监视示范应用。

但是，我国目前的海洋资料浮标信息采集系统仍存有许多不足之处：浮标信息采集系统实现对浮标内信息的集成，完成浮标上图像信息、水声信息、水文环境参数信息、浮标体安全参数信息的采集、存储和传输。数据采集处理系统种类多，给使用和维护带来了极大的不便。因此为克服传统浮标采集系统的不足，本文将CAN总线应于海洋维权浮标采集系统，主机和通讯机通过CAN总线相连，CAN总线数据通信具有可靠性、实性及灵活性的特点，因此解决了大型海洋浮标数据采集系统的扩展性差的缺点[1]。浮标系统电气部分分为：电源系统、浮标信息采集系统、水下声阵列信息采集与识别系统、高清图像采集与识别系统、高速卫星通信系统、水文气象传感器和浮标体安全监控传感器。

基于磁探测的海洋浮标报警系统研究生技术论文

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

I 第 XXXX届中国研究生电子设计竞赛技术论文

论文题目：

基于磁探测的海洋浮标报警系统

Ocean buoy alarm system based on magnetic

detection

参赛单位：

队伍名称：

指导教师：

参赛队员：

完成时间：年月日

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

II

摘要

海洋浮标是世界各国海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一。我国在近海布放了千余个大大小小不同业务的浮标，但每年这些浮标中的很大一部分会遭到自然天气、渔业活动以及人为主观等因素的破坏。当浮标遭破坏时，我们需要及时发出警报，并记录事发原因。因此，设计一种浮标安全自动监控系统是迫切和必要的。

本设计是一种基于磁探测的海上浮标报警系统，本系统分为两个部分：“监测”和“报警”。“监测”系统主要由磁传感器、红外传感器、图像传感器和数据采集处理系统组成，其中磁传感器选择一种三轴磁分量传感器MicroMag3，实现三分量磁探测；红外传感器选择一种被动式的热释电红外传感器LHI778；图像传感器选择一种CMOS图像传感器OV2640。“报警”系统主要由声光报警系统、步进电机驱动系统和限位检测系统组成。

为保障浮标保障的安全运行，设计并实现了一种基于磁感测技术的自动报警系统，需要具有很好的安全性和可靠性。本系统以STM32F407处理器为核心，结合磁传感器，红外传感器、摄像头、无线通讯模块等单元，可以实现自动报警、自动采集数据、发送数据等功能。同时系统采用电源管理单元以减低系统的功耗，使系统长时间的工作。经测试，系统能可靠的发现警情，满足设计要求。

关键词：海洋浮标、自动报警、磁感测技术、红外传感器、无线通讯

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

III

Abstract

Ocean buoy is one of the main means of Marine disasters in the world of Marine

声呐浮标技术及其发展方向

２００７年第３期　声学与电子工程　总第８７期　

声呐浮标技术及其发展方向　

凌国民王泽民　（第七一五研究所，杭州，３１００１２）　摘要简要介绍了声呐浮标系统和声呐浮标采用的技术和工作原理，结合当今先进的声呐浮标典型产　品，分析了在新的使用环境背景下声呐浮标技术的主要发展方向。　关键词声呐浮标；反潜战：发展概述　航空反潜是最有效的反潜作战手段之一”。目前　装备反潜飞机的航空声呐设备主要有吊放声呐和各　种声呐浮标。前者主要用于直升机和水上飞机，后　者主要用于固定翼反潜巡逻机，也可以用于反潜直　升机。现代新型的安静型潜艇的噪声级己降到海洋　环境噪声级的水平，从而使常规的被动声探测很难　发现隐身潜艇目标，对低速潜艇的被动探测距离己　从数百公里下降到几公里。同时新型潜艇采用敷设　消声瓦等隐身手段对抗回音探测也取得了显著的成　效。大型核潜艇重点部位的消声瓦可厚达１．５　ｍ，吸　声效率达８０％以上。常规的中高频主动声呐己很难　探测到声隐身潜艇的回波。除此以外，声纳浮标的　使用环境转向浅水高噪声区，并要适应信息化作战　的要求。面对这样的挑战，航空声呐，包括声呐浮　标，也必须采取有效的变革性对策才能保证探潜任　务的完成。　ｌ声呐浮标系统工作原理　声呐浮标系统的原理框图见图ｌ。它由各型声　呐浮标（包括储存架、投放装置）、浮标无线电接　收机、浮标定位仪（或声参系统）、信号处理机、　显控台等组成。无线电接收机用来接收浮标发射回　来的无线电信号，对其解调，产生音频信号送往信　号处理机进行处理。现代的接收机都是多通道的，　可以同时接收多路信号，常用的有８、ｌ６、３２、６４　通道等多种配置。声呐浮标参考系统是用来测定声　呐浮标位置。信号处理机的作用是将浮标发回的声　数据进行与浮标类型相应的处理，解算并提取信号　的各种特征供声呐员对目标检测和分类，信号处理　机还可完成目标位置的解算，形成相应的战术数　据，供显控台显示。显控台是人机交互界面设备。　声呐浮标种类较多，主要分主动和被动两大　类。一般初始探测时主要使用被动浮标，由于被动　全向浮标最廉价，使用的最多。先进国家趋向于使　用被动定向浮标，虽然其价格较高，但性能好，只　要较少数量就可实现较多的被动全向浮标才能完　成的功能，进入攻击阶段再使用主动浮标对目标精　确定位。大多数浮标的工作参数都是投放前人工设　定的，比较先进的则可以在浮标投放后，根据需要　遥控设定。除了用于目标探测的主动或被动浮标　外，还有各种各样的用于辅助用途的空投浮标：常　见的有海洋环境噪声测量浮标、温度深度测量浮　标、通信浮标等。　

地表格水水质自动监测系统简介

地表水水质自动监测系统简介

随着水质自动监测技术的不断改进;地表水水质自动监测系统在我国地表水监测中得到了广泛的应用;并取得了较大的进展..地表水水质自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心;运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统;可统计、处理监测数据；打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表棒状图、曲线图多轨迹图、对比图等;并可输入中心数据库或上网..收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料以备检索..系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动回复功能；远程故障诊断;便于理性维修和应急故障处理等功能..

实施水质自动监测;可以实现水质的实时连续监测和远程监控;达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的..

1、地表水水质自动监测系统的选址：

地表水水质自动监测系统所选择的水域首先要有明确的水域功能;具有反映水环境质量状况的空间与时间代表性;满足环境管理的需要..

2、地表水水质自动监测系统建设需考虑：

必须保证电力供应、通讯畅通、自来水供应..

站房设计建设时要考虑站房内的监测仪器和其他辅助设备的安全..

周围环境的交通便利..

站点建设费用较大;在选址是考虑长期使用性..

3、地表水水质自动监测系统基本功能：

仪器基本参数和监测数据的贮存、断电保护和自动恢复时间设置功能、设定监测频次..

自动清洗..

自动校对、手动校对..

监测数据的输出..

仪器和系统故障的自动报警..

环境安全..

4、地表水水质自动监测系统监测因子：

波浪浮标系留系统

第１９卷第５期　２００６年１０月　山　东　科　学　ＳＨＡＮＤ０ＮＧ　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．：　Ｏｃｔ．２００６　

文章编号：１００２—４０２６｛２００６｝０５．００３３．０３　

波浪浮标系留系统　

李忠君，白强，王亚洲　

（山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛２６６００１）　

摘要：为减少波浪浮标系留系统对浮标在波浪中的运动响应的影响，保证系统对波浪参数，特别是其中的波浪　方向参数测量的准确度，在新研制的ＳＢＦ３—１型波浪浮标遥测系统中，首次采用了带有弹性部件的弹性系留　系统，该弹性部件由专门研制的橡胶缆绳和相应的螺旋状护缆组成。经过半年多的海上试验证明，使用该系　统后所测量出的波浪数据更接近真实值。　关键词：波浪浮标；系留系统；弹性系留　中图分类号：Ｉ＇Ｉ－Ｉ７０２　文献标识码：Ａ　

１概述　

波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时（或连续）地对海面波浪的高度、波浪周期及波浪传播方　

向等要素进行遥测的小型浮标测量系统。该系统主要用于沿岸海洋环境监测站常规的波浪观测和近海环境　

工程的监测工作，同时也可在海洋调查船上随船定点漂浮布放使用。自２００１年开始，我国沿海各海洋台站　已陆续装备波浪浮标。波浪浮标投入业务运行，结束了我国海洋台站长期人工观测波浪要素的历史，同时也　

解决了不能夜间观测的问题。　目前，在海洋台站、环境工程监测、港口建设等领域广泛使用波浪浮标。自应用以来，已获取了我国海域　

全年的以及台风过境期间的波浪原始数据，为我国的海浪及台风灾害预报提供了宝贵的原始数据，同时创造　

了巨大的经济效益和社会效益。波浪浮标的成功研制使我国成为国际上少数几个具有自主开发生产波浪方　向浮标能力的国家之一。　

波浪浮标的锚系是波浪浮标遥测系统中的重要组成部分，它的构成直接影响到水面浮标体在波浪中的　

响应，由于目前波浪浮标大多采用加速度原理测量波浪，如何使锚系对水面浮标体的约束影响达到最小，水　

面浮标运动如何能真实反映出波浪的运动特征，除去浮标自身的结构形式之外，锚泊系统的设计构成在整个　系统中起着关键的作用。　

海洋环境监测浮标运行维护管理技术指南

海洋环境监测浮标是一种海洋观察仪器，用于执行海洋环境监测任务。为了保证这些浮标在海上能够长期稳定运行，需要科学的运行维护管理方案。本文将就海洋环境监测浮标运行维护管理技术指南进行探讨。

一、运行维护管理体系

维护海洋环境监测浮标要保证其在海上的持续运行，需要建立完善的运营维护管理机制。这种机制应当包括联合各方合作共同处理浮标的技术问题。同时还需要配备管理维护团队或者部门，来不断监测和维护包括设备、传感器、通信、能源系统等在内的全部设施。

二、设备维护

海洋环境监测浮标由哪些设施组成？设备清单应包括浮标本身，包括启动控制器、传感器、通信系统和能源系统等。建议具体实施方案应根据实际设备的技术指南来进行，遵循制造商的建议。

在维护设备时，应该遵循以下规则：

1. 监测系统健康情况：定期对系统进行检查，确保设备功能正常。

2. 数据分析和判断：分析数据的合理性，并合理判断和校正数据。

在设备寿命结束之前，应定期更换设备的可穿件元件和传感器。如果设备表现出大量的失败，则应更换它们。为确保在浮标资产周期内得到最大的利用，应在浮标系统中包括维护的常规、预防性和维修性工作。

三、现场维护

海上浮标通过获取需要监视的气象、海洋、浪涌和其他水污染信息，为海洋环境监测留下了不可替代的印记。现场维护不仅包括对设备的检查，还应包括对布线和其他标准操作的检查；指引及持续维护文件的审查；防止破坏和恶意设置颠覆工具的查漏补缺过程等。

四、通信系统的维护

通信系统对数据传输非常重要，因为在海上环境的不稳定情况下，保证数据传输的稳定性和可靠性是很关键的。定期检查通信接口和链路以确保数据传输正常，详细检查光纤光端机及接口以保证光纤光端机的插入性和插头间的配对顺序没有问题。同时，也应该保证数据传输的安全性，避免第三方的非法入侵。

五、能源系统的维护

设备的能源系统需要制定一个体系来监测、维护和保养，以充分保证设备在光照充足、风能充足、天气不稳定和其他意外情况下的持续稳定运行。在远离港口和基地的情况下，更应该保证能源系统对设备的长期支撑性。

声呐浮标搜潜系统“六性”初步设计

2020年第 3 期声学与电子工程总第 139 期

35 声呐浮标搜潜系统“六性”初步设计

张丽品罗博

（第七一五研究所，杭州，310023）

摘要声呐浮标搜潜系统的组成设备较多，系统复杂度较高，为满足可靠性、维修性、测试性、安全性、

保障性和环境适应性（简称“六性”）指标要求，文章阐述了在方案阶段进行声呐浮标搜潜系统“六性”初步

设计的主要内容，为系统在后续阶段“六性”工作的开展奠定了基础。

关键词声呐浮标搜潜系统；方案阶段；“六性”初步设计

声呐浮标搜潜系统是反潜巡逻飞机的核心搜潜装备，主要用于：对敌潜艇进行探测、定位、跟

踪和识别；对海洋环境噪声和海水温度深度进行测量和处理；对主动声呐等设备发射的声脉冲信号进

行水声侦察，对U/V波段通信信号和雷达信号进行电子侦察。

声呐浮标搜潜系统是由多个设备组成的复杂系统，为保证系统满足“六性”的指标要求，降低装备研制的质量风险，需在方案阶段将“六性”指

标要求落实到系统各组成设备的设计中 [1-2]。本文以声呐浮标搜潜系统成品协议书为基础，结合“六

性”工程理论方法，对系统开展“六性”初步设计，实现装备功能、性能与“六性”的同步设计，从而

提高装备的完好性和任务成功性。

1系统组成

声呐浮标搜潜系统由声呐浮标处理系统和声

呐浮标组成，系统组成框图如图1所示。声呐浮标

处理系统包括声呐信号处理机、声呐显控处理机、

显示器、通用键盘、摸球、浮标接收解调模块、浮

标遥控模块和声呐浮标参考分系统；声呐浮标为一

次性投放使用产品，没有平均故障时间要求，不需

要开展可靠性分配、可靠性建模与预计；无需维修，

不开展维修性设计；在贮存期内无需测试，不开展

测试性分配、测试性预计和嵌入式诊断设计。

2可靠性设计

2.1 可靠性分配

可靠性分配方法包括等值分配法、评分分配法、

比例组合法等。综合考虑声呐浮标处理系统的使用

环境、各功能模块复杂程度和技术发展水平等因素，

在方案阶段宜采用评分分配法对系统进行可靠性

海洋浮标发展现状及未来趋势分析

引言：

海洋浮标作为一种重要的海洋观测与监测装置，在海洋资源开发、气象预测、海洋安全以及环境保护等方面发挥着不可替代的作用。本文将分析目前海洋浮标的发展现状，以及未来的发展趋势。

一、海洋浮标的发展现状

1. 高精度测量技术的应用：

随着海洋浮标的技术成熟和测量需求的提高，越来越多的高精度测量技术被应用于海洋浮标。例如，全球导航卫星系统（GNSS）的引入，使得海洋浮标能够实现高精度的位置定位和时间同步。激光测距仪、超声波测距仪等技术的运用，也进一步提高了海洋浮标的测量精度。

2. 多功能化浮标的出现：

为了满足多样化的海洋观测和监测需求，越来越多的浮标开始具备多种功能。例如，除了传统的气象、海洋学参数的测量外，现代海洋浮标还能够集成海洋物理学、海洋生物学、化学等方面的测量装置，以实现多角度、全面的观测任务。

3. 自动化和智能化技术的应用：

随着自动化和智能化技术的进步，海洋浮标的监测能力和运维效率得到了明显的提高。现代海洋浮标不仅能够通过遥控、遥测实现自动化操作，还能够进行自我维护和状态监测，有效降低了对人力资源的依赖，提高了数据的准确性和可靠性。

二、海洋浮标的未来趋势

1. 大数据和人工智能的应用：未来海洋浮标将更加充分利用大数据和人工智能技术，实现海洋观测和监测数据的快速处理和分析。通过对海洋浮标数据的深度挖掘和模式识别，可以更准确地预测海洋气候变化、海洋生态变化等重要参数，为海洋环境保护和资源开发提供科学依据。

2. 绿色能源技术的应用：

海洋浮标的长期稳定运行对能源供应的要求非常高。未来，将会出现更多使用可再生能源的海洋浮标，如太阳能、风能等。利用绿色能源技术，可以降低运维成本和环境影响，实现海洋浮标的可持续发展。

3. 网络化和协同化观测系统：

未来海洋浮标将会更多地应用于网络化和协同化的观测系统中。通过多个浮标互相联动，共同完成更加复杂和精细的海洋观测任务。这种协同观测系统可以最大限度地提高观测覆盖范围和观测精度，满足海洋研究和应用的需求。

海洋观测浮标通用技术要求-整理(试行)

海洋观测浮标通用技术要求

（试行）

1 范围

本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。

本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装

GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件

GB/T 14914 海滨观测规范

HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标

HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标

3 术语和定义

3.1 海洋观测浮标

锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。

3.2 浮标检测仪

一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。

3.3 浮标接收岸站

接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。

4 系统组成

4.1 基本组成

海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。

4.2 浮标体

为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。

4.3 数据采集器

按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。

实用文档

1 4.4 安全系统

具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。

4.5 浮标检测仪

对浮标进行设置、调试和检测。

4.6 传感器

包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。