南极长城湾海域海洋环境监测系统上位机软件设计

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1、第29卷第4期海洋技术Vol.29，No.42010年12月OCEANTECHNOLOGYDec，2010南极长城湾海域海洋环境监测系统上位机软件设计朱锐，王项南，石建军，田川（国家海洋技术中心，天津300112）摘要：在十一五“863”项目“极地近岸海洋环境监测系统”支持下，进行南极长城湾海域海洋环境实时监测系统的研制。为实现数据的实时传输进行软件设计，重点进行了上位机软件设计。根据整套监测系统的功能需要提出了上位机软件的主要功能和工作方式。上位机软件采用VB6.0作为开发工具，采用“问答”式

2、对下位机进行控制，通过引用MSComm、Jmail、MSChart等控件或组件，采用功能模块化的设计方式，实现了上位机软件发送控制指令，接收、显示、保存采样数据，自动发邮件以及数据回放功能。关键词：南极长城站；环境监测；“问答”式控制；自动发邮件；数据回放中图分类号：P71文献标志码：B文章编号：1003-2029（2010）04-0023-08引言长期监测。系统的主要功能是测量各个待测参数，保存测量数据，并把数据传回内陆以供科研人员研究。南、北两极自发现以来，因其辽阔的地域、丰富的资源、为了保

3、证系统长期稳定工作，系统采用岸站有缆供电方理想的科研场所和对全球变化的独特的影响，成为各国政府式，系统的测量工作由水下测量系统根据岸站上位机的指令和学术界都关注的焦点。南极和北极是地球气候系统的重要启动测量并收集上传来完成。为了保证数据传输的可靠性，单元，包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作同时考虑到系统采集的数据需要长距离传输的特点，确定采用的全部过程。通过这些相互作用，地球高纬度地区不断驱用RS485总线。根据测量要求及现场条件，水下测量平台采动着全球变化，同时也深受全球变化的影

4、响。极地还拥有过用剖面测量与坐底式测量相结合的测量模式。剖面测量主要去地球系统演变的独特信息，有助于认识地球系统及其与人由固定在承重缆上的各层组传感器对生态要素进行测量。坐类活动的相互作用。就海洋环境而言，进行极地海洋环境的底式测量部分主要是由固定在坐底平台上的ADCP对海流监测与研究，对于揭示极地海洋环境的快速变化及其对地球要素进行测量。系统的示意图如图1所示：变化的响应与反馈作用具有重要意义。但是由于受极地极端的气候条件的限制，目前对极地海洋环境的调查活动主要集中在夏季，这大大制约了对相关过

5、程的深入研究。为了能够深入了解极地海洋的物理和生物学过程，分析生态系统与环境快速变化之间的相关性，建立一套长期、连续的监测系统非常必要。1系统构成及功能图1系统示意图1.1系统简介极地近岸海洋环境监测系统是十一五“863”计划目标导1.2水下系统构成向类项目。课题由中国极地中心牵头，国家海洋技术中心和水下测量系统由剖面测量和坐底测量两部分组成。剖面中国海洋大学参加。旨在以我国南极长城站近海作为试验测量部分主要由第一层剖面测量单元、第二层剖面测量单区，研制一套适用于极区站基的海洋动力和生态环境自动

6、监元、第三层剖面测量单元（即plus-37）组成，其中第一层剖面测系统，并在南极长城站近岸海域布放并长期运行。测量单元、第二层剖面测量单元固定在传输电缆上，对温度、根据监测海洋动力和生态环境的目标，本项目拟对温盐度、深度、叶绿素、PAR、ORP和pH7个参数进行测量，第度、盐度、深度、pH、PAR、ORP、叶绿素和海流8个参数进行三层剖面测量单元固定在坐底平台上，对温度、盐度、深度3收稿日期：2010-05-15个参数进行测量。测量海流的ADCP固定在坐底平台上。基金项目：国家高技术研究发展计划

7、（863）资助项目（2007AA092121）24海洋技术第29卷水下测量系统的总体结构如图2所示。1.3系统工作方式系统的工作方式是：上位机自动定时向水下采集系统发送采样指令，水下采集系统接收到采样指令后分时对各层传感器单元进行数据采集，然后把采集到的各传感器数据打包发送回上位机，上位机接收并处理数据。水下测量系统供电采用岸上有缆供电方式，出于安全考虑，水下观测系统采用低压直流方式供电。在水下测量系统的水上接入部分加入AC-DC电源模块，以获得稳定的电源供应。系统的数据传输和供电过程如图3。2

8、软件设计思路系统的软件分为上位机软件和下位机软件。上位机软件的主要功能是通过串口向下位机发送采样指令，并接收下位机的采样数据同时负责对采样数据进行保存、自动发送数据和数据回放。下位机软件的主要功能是接收到采样指令后，分时对各层传感器组进行数据采集，把采集到的各传感器组的数据打包后发送至上位机。在数据采集过程中，上位机和下位机软件的流程如图4所示。本文主要讨论上位机软件的设计，选择MicrosoftVisualBasic6.0作为软件开发平台。2.1上位机软件的主要功能上位机软件具备三项主要功能：