基于水下滑翔机的铱星通讯系统研究与设计-计算机技术专业论文.docx

万方数据 万方数据 独 创 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得（注：如没有其他需要特别 声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：2014 年 5 月 22 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以 下事项： 1、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。 2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中 国学术期刊(光盘版)电子杂志社”用于出版和编入 CNKI《中国知识资源总库》， 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 导师签字： 签字日期：2014 年 5 月 22 日 签字日期：2014 年 5 月 22 日 基于水下滑翔机的铱星通讯系统研究与设计 摘 要 本文以国家 863 主题项目“深海滑翔机研制及海上试验研究”中声学滑翔机 系统研制和深海滑翔机海上实验研究为研究背景。该滑翔机系统包括三个分系 统：声学探测分系统、水下滑翔机分系统和岸站分系统，他们通过一体化设计构 成有机整体，完成海洋观测和声学探测的任务。本文着重对水下滑翔机和岸站分 系统中铱星通讯部分进行深入研究和设计，主要包括铱星通讯系统结构设计、通 讯协议制定、通讯模块与天线一体化装配设计、铱星通讯信号强度分析、远程控 制基站构建等内容进行深入研究，最终完成科学的设计方案。 在硬件设计方面：对铱星通信核心部件 ISU（通讯模块）的性能进行深入的 对比分析并选择恰当模块；按 ISU 电源和工作频率等参数要求，选定 STM32-107 作为主控芯片，设计远程控制板，配合水下滑翔机主控板完成远程控制和数据传 输等任务；在岸站控制平台的通讯系统设计上，将由 ISU 引出的数据线采用 RS485 转接延长的设计方案，从而延长了平台和通讯部分的距离，便于平台建设。 在软件设计方面：设计了远程控制指令体系，并参照美国无人机路线图对自 主水平等级的评估方法，对该体系设计不同的优先级别；为保证远程控制稳定、 通畅、灵活，设计了本课题水下滑翔机铱星通讯系统通讯协议；同时为便于岸站 控制人员方便操作，设计了“中国海洋大学声学滑翔机操控平台人机界面”。 经过多次湖试和海上实验以及对海量数据的处理分析，这些设计方案得到了 充分检验和肯定。同时使水下滑翔机的工作稳定性、控制灵活性和准确性、信息 采集系统和姿态调节系统的协调性、探测工作的长期性和周期性等性能得以显著 提高，也为岸站操控的工作带来了极大的方便。 关键字：水下滑翔机；铱星通讯；一体化设计；信号强度分析；人机界面 I II The applied research of Iridium Satellite Communication System based on the underwater glider Abstract This paper is based on a research of the development of acoustic deep sea glider system included in the National 863 project development of deep sea glider and sea trial. The glider system consists of three subsystems: acoustic detection system, an underwater glider system and shore station system. They constitute the organic whole by integrated design to accomplish the task on the observation and acoustic detection in the deep sea. This article carries on a thorough research on the structure design of satellite communication system, control scheme based on iridium satellite c