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标题: 基于GSM通信的SZF型波浪浮标接收系统 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2013-2-21 19:31 标题: 基于GSM通信的SZF型波浪浮标接收系统

摘要：SZF型波浪浮标是一种能自动、定点、定时(或连续)地时波浪水文要素进行测量的小型浮标自动测量系统。原本的SZF型波浪浮标系统的监测数据是通过岸站接收机进行数据接收。接收机可以符合野外接收需要，但为了能满足不同用户的需要，该文采用PC机接收，并编写友好的人机接收界面，实现数据的接收和使用。上位机接收系统使用VC++开发，具备数据采集、实时显示、数据存储、数据查询功能。通过多次的试验检测和拷机测试，通信状况良好，能满足数据接收要求，提高了数据监测效率。该系统的开发大大地降低了海洋监测过程中的实时监测和后续数据处理的难度，可作为SZF型波浪浮标的配套软件进行推广。
关键词：SZF型波浪浮标；GSM通信；VC++；接收系统

波浪是海洋监测中的重要监测参数。SZF型波浪浮标通过GSM通信将监测的海浪参数上传到岸站接收系统，通过上位机软件进行数据的存储、显示、二次处理来进行预定海域的海浪参数监测。本文正是基于Microsoft Visual C++强大的可视化编程环境来开发接收系统，完成友好的人机交互操作界面。

1 SZF型波浪浮标简介
SZF型波浪浮标是国家863计划海洋监测技术成果标准化定型产品，自定型以来已在我国海洋台站、海洋工程、海洋调查等领域应用。
SZF型波浪浮标采用重力加速度原理进行波浪测量，当波浪浮标随波面变化作升沉运动时，安装在浮标内的垂直加速度计输出一个反映波面升沉运动加速度的变化信号，对该信号做二次积分处理后，即可得到对应于波面升沉运动高度变化的电压信号，将该信号做模／数转换和计算处理后可以得到波高的各种特征值及其对应的波周期。利用波高倾斜一体化传感器、方位传感器除可以测得波高的各种特征值和对应的波周期外，还可以测得浮标随波面纵倾、横倾和浮标方位的三组参数，通过计算处理，得到波浪的传播方向。浮标测得的波浪各特征值，由浮标上的通信机实现测量数据的发送传递，并对测量数据进行存贮。
原本的数据接收处理机外型为一台式机箱，尺寸不大于400 mm×400 mm×160 mm，重量不大于15 kg。起着接收、处理浮标发送数据的作用。其中安装了数据处理和控制板、数据接收机、接收天线、微型打印机和数据存储器。另外具备与计算机通信的RS 232接口，可将数据实时传送给计算机。由于体积小重量轻携带方便，可以适合野外等场合作业。但在岸站接收数据的情况下，需要配备一台PC机以进行上传数据给上一级数据中心。在此基础上，使用PC机来进行数据接收，就可以实现数据接收和上传两种功能，节省了不必要的开支。

2 GSM通信接口设计
GSM是全球性标准的蜂窝无线电通信系统，具有防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、稳定性强不易受干扰、信息灵敏等特点。适合作为近海海域通信系统媒介。
SZF型波浪浮标通过GSM模块来进行数据通信。数据以短信形式发送至短信中心，短信中心再转发给岸站接收模块。由于网络原因，网络中心短信可能出现延发现象，接收模块可能同时接收到多包数据，数据包中数据信息包含浮标处理器时钟的发送时间，这样接收包中解析数据不会造成数据的混乱。
本文采用的GSM模块接口为五芯TTL电平，上位机接口为RS 232接口，在模块和上位机之间使用电平转换线连接以适应上位机的接口电平。接口设计如图1，图2所示。电源使用10 V直流电源。

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