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