基于GPRS技术海上溢油跟踪GPS浮标的研究

论文摘要

目前，我国船舶溢油导致近海石油污染日益加重，航空遥感和卫星遥感监测海上溢油是日前世界各国普遍采用的方法。在灾难性的大量油类泄漏的情况下，使用卫星遥感和航空遥感跟踪监测溢油的漂移和扩散。由于卫星遥感受天气的制约比较大，相关仪器也十分昂贵，航空遥感和雷达探测等也容易受到环境条件、气候因素的影响。本文针对这个问题致力于开发一种廉价、实时、全天候的溢油应急工具。重点研究开发一种与海面油膜漂浮移动性能相似的、具有GPS信号接收功能、并采用GPRS技术发送数据的GPS浮标。 目前GPRS／GPS技术广泛应用在智能交通系统中，技术日趋成熟。同时GPS浮标在海洋工程领域也发挥着重要的作用。在此基础上本文将GPRS／GPS相结合的技术应用到溢油跟踪监测中，构建溢油跟踪GPS浮标。GPS浮标是本文研究的重点，GPS浮标的研究硬件结构和软件实现两个方面加以说明。主要包括GPS接收机模块、ARM微处理器以及GPRS模块的功能，利用AT指令实现GPRS网络的无线连接，串口调试，以及终端GPS浮标的软件编程、调试。溢油跟踪平台以Visual Basic6.0开发工具、MapX4.5为GIS支撑，利用计算机自带的WinSock控件实现溢油跟踪平台与GPRS／Internet网络的无线通信，实时接收GPS浮标的经纬度、时间、速度等定位信息。 本文从总体设计的角度完成了基于GPRS分组数据网络的溢油跟踪终端GPS浮标的研究，成功的利用GPRS网络进行数据传输，实现了溢油跟踪平台基本功能。有助于海事局等溢油应急部门和单位进行实时监控、监视和预测溢油走向，为船舶溢油应急指挥提供一种准确实时、成本低廉、全天候的溢油监测手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 海上溢油污染的现状与危害
• 1.1.2 溢油跟踪监测的意义
• 1.2 国内外溢油跟踪监测的手段
• 1.3 技术路线
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 系统概述
• 2.1 GPRS移动通信系统
• 2.1.1 GPRS网络运行原理
• 2.1.2 GPRS网络的特点
• 2.1.3 GPRS的应用及发展前景
• 2.1.4 第三代移动通信系统
• 2.2 全球定位系统的组成和发展
• 2.2.1 GPS的组成
• 2.2.2 GPS的特点
• 2.2.3 中国全球卫星导航系统—北斗卫星导航系统
• 2.3 组件式GIS
• 2.4 GPRS/GPS技术在车载监控调度系统中的应用
• 2.5 GPS浮标在海洋工程领域的应用
• 2.6 系统总体设计
• 2.6.1 系统结构
• 2.6.2 系统工作原理
• 2.6.3 系统主要功能
• 第3章 监测终端GPS浮标的研究
• 3.1 GPS浮标硬件结构
• 3.1.1 GPS接收机模块
• 3.1.2 GPRS通信模块
• 3.1.3 ARM嵌入式处理器
• 3.2 GPS浮标软件设计
• 3.2.1 通信模块的AT指令调试
• 3.2.2 监测终端软件实现
• 第4章 溢油跟踪监测平台设计
• 4.1 跟踪监测平台的功能和组成
• 4.2 MapX+Visual Basic开发系统界面及基本功能实现
• 4.2.1 创建地图
• 4.2.2 创建缩放、漫游等工具
• 4.2.3 创建查找、查询功能
• 4.3 VB6.0环境下与GPS浮标的数据通信
• 4.3.1 Winsock控件及其属性和方法
• 4.3.2 网络通信的实现
• 4.3.3 GPS信息的处理和显示
• 4.4 溢油跟踪平台的主要功能
• 第5章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 设计的特点
• 5.3 今后工作展望
• 参考文献
• 附录A GPS模块技术参数表
• 附录B UDP协议传输数据对应的AT指令
• 附录C GPS浮标模型图
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历