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我国海洋浮标发展现状及趋势 被引量：57
1
作者 戴洪磊 牟乃夏 +1 位作者 王春玉 田茂义 《气象水文海洋仪器》 2014年第2期118-121,125,共5页
海洋浮标作为一种现代化的海洋监测新技术在各海洋国家逐步被重视并发展起来。文章概述了海洋浮标技术的发展史以及在各主要海洋国家的使用情况;主要介绍了我国海洋浮标在中国科学院海洋观测研究网络建设的带领下,各沿海省市区近10a来... 海洋浮标作为一种现代化的海洋监测新技术在各海洋国家逐步被重视并发展起来。文章概述了海洋浮标技术的发展史以及在各主要海洋国家的使用情况;主要介绍了我国海洋浮标在中国科学院海洋观测研究网络建设的带领下,各沿海省市区近10a来在黄渤海、东海、南海海域、以及极地海域布设海洋浮标的情况,包括这些浮标的种类、用途、通信方式、海洋环境监测参数等信息;展现了我国海洋浮标的研制和应用正朝向采用高新技术、降低成本、提高可靠度、扩大功能、延长工作寿命、方便布放、面向专题领域、向多站位、高密度布放、和全覆盖海域监测方向的发展趋势。 展开更多
关键词 海洋浮标 海洋监测 中国科学院海洋观测研究网络 浮标监测网络
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一种实用海洋浮标数据异常值质控方法 被引量：17
2
作者 刘首华 陈满春 +4 位作者 董明媚 高志刚 张建立 武双全 林峰竹 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期264-270,共7页
针对海洋浮标的波高观测数据,通过结合格拉布斯准则(Grubbs)、局地异常值检验方法和波高观测误差控制建立了一种实用的数据异常值质控方法并对波高观测异常值进行了质控效果检验。结果表明,该质控方法由于加入了波高观测误差控制,从而... 针对海洋浮标的波高观测数据,通过结合格拉布斯准则(Grubbs)、局地异常值检验方法和波高观测误差控制建立了一种实用的数据异常值质控方法并对波高观测异常值进行了质控效果检验。结果表明,该质控方法由于加入了波高观测误差控制,从而避免了将大量正常数据误判为异常数据,异常数据判断的准确率达到了较高水准。另外该方法也可以作为一种实用质控方法推广使用于其他海洋浮标观测要素。 展开更多
关键词 海洋浮标 异常值 质量控制 格拉布斯准则
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浮标基海洋观测系统研究进展 被引量：9
3
作者 张少伟 杨文才 +2 位作者 辛永智 王瑞星 李晨 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第28期2963-2973,共11页
面向海表和海底立体观测与探测的需求,构建了一种新概念的浮标基海洋观测系统,获取时间、空间同步的水文/气象/水质观测数据、海表/海底摄录数据,并实时回传到岸基数据中心.将浮标、海底接驳盒采用光电复合缆连接起来,通过浮标、光电缆... 面向海表和海底立体观测与探测的需求,构建了一种新概念的浮标基海洋观测系统,获取时间、空间同步的水文/气象/水质观测数据、海表/海底摄录数据,并实时回传到岸基数据中心.将浮标、海底接驳盒采用光电复合缆连接起来,通过浮标、光电缆为海底观测系统供电;同时,将海底观测信息通过光电缆传输到海表浮标,然后通过卫星通信/无线通信将水面、海底的观测数据传输到岸基,实现了海底、海表观测数据的实时传输.系统在通信、系留、能源等方面进行了全新的设计,并构建了“海底观测(接驳盒)-以太网-光交换机-光电复合缆-光交换机-以太网-卫星(浮标)”的通信链路.为实现浮标系留,采用纤维材料设计了中性的光电复合缆,降低了对浮标储备浮力的要求,并适用于大深度的布放.针对光电缆能源传输方式及海底供电要求,采用风能/太阳光能互补方式供电,采用直流升压/降压等方式解决系留缆直流输电问题.为实现系统在深海的布放,设计了专用绞车.通过绞车依次布放海底节点、缆,避免使用遥控水下机器人安装操作和海底湿插拔技术,降低了系统的成本和试验的风险.通过近海试验,验证了整套通信链路的可靠性,以及系统长期、稳定供电的能力,掌握了系统的布放回收技术.该系统满足了海表、海底实时观测与数据传输的需求,实现了海表、海底的同步观测;并实现了海表/海底摄录数据的实时回传,在深远海声学、地质、地震等方面观测具有重要意义. 展开更多
关键词 浮标 接驳盒 光电复合缆 海洋观测 无线通信
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基于CAN总线的浮标数据采集系统设计 被引量：8
4
作者 王晓燕 裴亮 付晓 《微计算机信息》 北大核心 2008年第14期20-21,41,共3页
根据海洋浮标的特点,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总线的应用为传统的海洋浮标采集系统提供了一种新的采集方式,具有高速度、组合灵活等优点,解决了系统扩展性差的缺点。
关键词 CAN总线 海洋浮标 数据采集
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基于多种通信方式的海洋浮标站海洋气象灾害预警系统设计与开发 被引量：1
5
作者 庞茗文 罗晶晶 +3 位作者 黄圣 张婷 黄燕波 蔡敏 《气象水文海洋仪器》 2024年第1期111-114,共4页
为了进一步加强海洋气象监测预警服务能力建设,文中设计了一种基于多种通信方式的海洋浮标站海洋气象灾害预警系统,系统由数据的采集、传输、处理、分析和发布5部分组成。数据的采集和传输部分主要负责收集和传输各类气象数据和信息,包... 为了进一步加强海洋气象监测预警服务能力建设,文中设计了一种基于多种通信方式的海洋浮标站海洋气象灾害预警系统,系统由数据的采集、传输、处理、分析和发布5部分组成。数据的采集和传输部分主要负责收集和传输各类气象数据和信息,包括浮标和探测器实时数据、各类气象站点数据等,同时保障数据的质量和准确性,确保数据源可靠;数据的处理和分析部分主要负责对收集到的数据进行处理和分析,包括数据校正、整合、挖掘和模型建立等,形成各类气象灾害预测模型和预警指标,有效监测海洋气象灾害的发生并及时决策部署,为决策者和公众提供重要的参考和保障。 展开更多
关键词 海洋浮标 灾害防御 预警系统
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海洋水文观测实时共享技术与应用研究 被引量：7
6
作者 解静 常江 +3 位作者 孙家文 祁祥礼 范东华 郭松林 《海洋环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期302-308,共7页
建立了集先进的测量设备、传感器、网络通讯、计算机等技术于一体的海洋水文观测实时共享系统。围绕实时、准确、持续地获取海洋水文数据及其即时共享技术开展相关研究,重点探讨了远程观测子系统、数据处理与智能分析建模、实时共享子... 建立了集先进的测量设备、传感器、网络通讯、计算机等技术于一体的海洋水文观测实时共享系统。围绕实时、准确、持续地获取海洋水文数据及其即时共享技术开展相关研究,重点探讨了远程观测子系统、数据处理与智能分析建模、实时共享子系统建设等关键技术,实现了海洋水文要素的全天候、无人值守、自动采集、实时稳定在线传输与动态共享。该系统成功地在天津港环境监测和黄骅港安全通航中得到了实际应用。 展开更多
关键词 水文观测 海洋浮标 共享服务 遥测
原文传递
卡尔曼滤波在海洋浮标数据预处理中的应用 被引量：1
7
作者 张新文 林冠英 +1 位作者 刘同木 周保成 《广东海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期118-124,共7页
【目的】优化自动化数据预处理方法,以提高海洋浮标数据质量。【方法】结合海洋浮标数据特征,提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波自动化数据预处理方法,该方法通过箱型图进行异常值的检测,并采用方差受限的方法解决测量噪声导致的滤波发... 【目的】优化自动化数据预处理方法,以提高海洋浮标数据质量。【方法】结合海洋浮标数据特征,提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波自动化数据预处理方法,该方法通过箱型图进行异常值的检测,并采用方差受限的方法解决测量噪声导致的滤波发散问题。【结果与结论】海上工程应用和仿真实验结果表明,改进的算法计算开销低且不影响浮标系统的正常采集和数据融合工作,浮标数据采集率达100%,云数据中心数据接收率达97%。浮标采集的原始数据经过异常值修正和滤波降噪处理后,数据曲线更为平滑且符合随时间序列变化的规律,数据预处理效果良好。 展开更多
关键词 海洋浮标 数据预处理 箱形图法 卡尔曼滤波算法 方差受限
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基于属性基加密的海洋浮标数据安全管理系统的设计与实现 被引量：6
8
作者 顾震凯 张绍华 +1 位作者 李超 戴炳荣 《渔业现代化》 CSCD 2021年第6期72-79,共8页
针对海洋浮标数据存在被黑客攻击、窃取的问题,在分析北斗海洋浮标系统工作原理的基础上,设计了基于属性基加密的海洋浮标数据安全管理系统。在该系统中设计了数据加解密、数据管理和密钥管理的子系统,设计了包括数据的存储以及数据的... 针对海洋浮标数据存在被黑客攻击、窃取的问题,在分析北斗海洋浮标系统工作原理的基础上,设计了基于属性基加密的海洋浮标数据安全管理系统。在该系统中设计了数据加解密、数据管理和密钥管理的子系统,设计了包括数据的存储以及数据的请求两个业务流程,做到了对数据的细化到用户属性的安全管控。在此基础上,基于开源的椭圆曲线配对运算库和主流前后端技术实现了该系统,并对多种加解密方案从加密效率、密钥安全和数据共享等方面进行了对比分析。结果显示:本研究所采用的加密方案具有显著优势,与传统的浮标数据管理系统进行对比,该系统融合了对称加密与属性基加密技术,实现了浮标数据的安全保护与数据的细粒度共享。本研究成果可以为浮标数据的信息安全管理,推动渔业信息化、现代化的发展提供参考。 展开更多
关键词 海洋浮标 海洋渔业 北斗卫星 数据管理 属性基加密 信息安全
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海洋浮标能量补充系统设计与研究
9
作者 方子帆 张李鸣 +1 位作者 赵爽 左新球 《机械传动》 北大核心 2024年第2期54-60,共7页
针对海洋浮标能量补充问题,设计了一种海洋浮标能量补充系统。浮标在波浪的作用下产生晃动,位于浮标内部的能量补充系统采集晃动动能并将其转换成稳定的电能,用于浮标补电或储存;确定了海洋浮标能量补充系统的工作原理、设计方案和结构... 针对海洋浮标能量补充问题,设计了一种海洋浮标能量补充系统。浮标在波浪的作用下产生晃动,位于浮标内部的能量补充系统采集晃动动能并将其转换成稳定的电能,用于浮标补电或储存;确定了海洋浮标能量补充系统的工作原理、设计方案和结构组成;根据晃动摆的运动原理,建立了晃动摆的转矩方程;运用AQWA模拟浮子在一级规则波与不规则波作用下的运动特性,将浮子的横摇角位移作为仿真模型的输入,运用Adams与AMESim联合仿真,搭建系统机电耦合仿真模型,验证了设计方案的合理性。结果表明,在一级规则波与不规则波作用下,能量补充系统均可发出3.3 V、1 A的直流电,实现稳定的电能输出,可给浮标补电或蓄电池充电。 展开更多
关键词 海洋浮标 能量补充系统 方案设计 仿真研究
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北斗海洋浮标数据接收与控制终端软件 被引量：5
10
作者 张胜茂 戴阳 +2 位作者 杨胜龙 范秀梅 王斐 《渔业现代化》 CSCD 2021年第1期80-86,共7页
寻找中心渔场是渔业捕捞生产中备受关注的问题,北斗海洋浮标可为渔场快速搜寻提供有效支持。本研究基于北斗卫星短消息通信,用面向对象的方法设计终端软件,实现海洋浮标数据的接收与控制,利用传感器数据分解包为多帧方式解决北斗短消息... 寻找中心渔场是渔业捕捞生产中备受关注的问题,北斗海洋浮标可为渔场快速搜寻提供有效支持。本研究基于北斗卫星短消息通信,用面向对象的方法设计终端软件,实现海洋浮标数据的接收与控制,利用传感器数据分解包为多帧方式解决北斗短消息数据量受限问题。终端软件通过哈希表管理接收数据,用队列管理回发的信息和命令,采用多线程管理多个浮标。浮标数据接收与控制终端软件经过5组数据收发测试,单帧数据收发成功率94.6%,多帧数据收发成功率90.5%,74条控制命令发送全部成功。浮标具有小型化、成本低、长期不间断运行等特点,可应用于渔业资源探测、海洋环境监测等数据采集服务。 展开更多
关键词 海洋浮标 海洋捕捞 北斗卫星导航系统 渔场
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北斗卫星导航系统在波浪能自供电海洋浮标中的应用 被引量：5
11
作者 王世明 田园 田卡 《全球定位系统》 CSCD 2018年第4期126-130,共5页
北斗卫星导航系统具有精确定位、精密授时和短报文通信的功能,能够很好地切合目前海洋监测设备的所需。设计了一款波浪能自供电的海洋浮标,通过北斗卫星导航系统能够对其进行准确的定位和授时,同时对浮标的监测数据进行可靠的传输。文... 北斗卫星导航系统具有精确定位、精密授时和短报文通信的功能,能够很好地切合目前海洋监测设备的所需。设计了一款波浪能自供电的海洋浮标,通过北斗卫星导航系统能够对其进行准确的定位和授时,同时对浮标的监测数据进行可靠的传输。文中简要介绍了波浪能自供电浮标结构及运行原理,重点分析了北斗卫星导航系统在本浮标定位、授时和监测数据传输中的应用,为我国海洋监测装备发展提供了新的思路。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 海洋浮标 波浪能供电 监控系统
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多参数海洋浮标实时采集系统的设计 被引量：4
12
作者 姜静波 徐永平 +3 位作者 李思忍 陈永华 倪佐涛 涂登志 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期99-102,共4页
提出了一种深海浮标实时数据采集的设计方案。该方案基于数据库和卫星通信技术,通过多通道数据采集,能够实现深海环境要素的实时获取,完成在无人值守状态下浮标周围海域的环境监测,有助于推动特定海域海洋环境的研究。
关键词 海洋浮标 多参数 数据采集
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基于LabVIEW的海洋浮标水质监测系统
13
作者 李海龙 李凯 孔建华 《船电技术》 2023年第6期102-105,共4页
为了构建基于LabVIEW的海洋浮标水质监测系统,根据我国近海海洋环境监测的典型水质参数并参考《国家海水水质标准》(GB 3097-1997),设计一种适用于近海海域的海洋浮标水质监测系统,运用模糊评价理论,建立近海海水水质的模糊评价模型。... 为了构建基于LabVIEW的海洋浮标水质监测系统,根据我国近海海洋环境监测的典型水质参数并参考《国家海水水质标准》(GB 3097-1997),设计一种适用于近海海域的海洋浮标水质监测系统,运用模糊评价理论,建立近海海水水质的模糊评价模型。在海洋浮标上利用单片机控制器定时采集海洋水质参数信息,并在岸基设计基于Labview的海洋浮标水质监测系统。应用该监测系统对某近海海域进行水质监测,引入模糊评价理论对进行水质评估,结果表明可实现对近海水域水质的评估。该监测系统无需投入大量的人力物力,极大地弥补了传统的人工抽样监测方案的不足。评估结果较好反映了近海海水水质环境的发展态势,可为海洋牧场水域的选址和海水污染的综合治理提供参考。 展开更多
关键词 海洋浮标 单片机 LABVIEW 水质监测 模糊评价
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面向海水淡化的原海水水质监测与悬浮物浓度研究
14
作者 苏珮瑶 黄磊 +4 位作者 张晓东 姜越朋 尹涛 于方杰 陈戈 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期11-18,共8页
针对海水淡化预处理系统中关于原海水水质要素动态监测较少的现状,本文提出并设计实现了基于海面多要素浮标的原海水水质同步监测系统,该系统利用海洋物联网技术将数据传输至云平台,并建立B/S架构综合信息分析系统,实现原海水溢油、浊度... 针对海水淡化预处理系统中关于原海水水质要素动态监测较少的现状,本文提出并设计实现了基于海面多要素浮标的原海水水质同步监测系统,该系统利用海洋物联网技术将数据传输至云平台,并建立B/S架构综合信息分析系统,实现原海水溢油、浊度、PH等参数的实时采集、分析与预警。根据2022年5月青岛胶州湾定点观测试验数据,研究建立了区域悬浮物浓度检索模型,并进一步探讨近岸水体中悬浮物浓度的日变化特征。结果表明:浮标系统运行稳定,所采集的海洋环境信息准确有效;水体内悬浮物浓度日变化的平均范围在2.94~8.54 mg/L,呈现双峰结构。 展开更多
关键词 海水淡化 海洋浮标 物联网 水质监测 浊度 悬浮物浓度
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基于海洋浮标的电场干扰特性分析及信号检测方法
15
作者 孙强 张伽伟 喻鹏 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期857-864,共8页
为解决深远海电场信号获取和目标探测问题,对深海电场探测剖面浮标实测数据进行干扰电场特性分析,分析结果表明该浮标在深海剖面电场测量中,晃动干扰电场能量主要集中在0.5 Hz以下,且随着深度的增加而减小,干扰电场可低至0.1μV/m的量... 为解决深远海电场信号获取和目标探测问题,对深海电场探测剖面浮标实测数据进行干扰电场特性分析,分析结果表明该浮标在深海剖面电场测量中,晃动干扰电场能量主要集中在0.5 Hz以下,且随着深度的增加而减小,干扰电场可低至0.1μV/m的量级。在干扰特性分析的基础上,为解决浮标平台的电场信号检测问题,提出基于自适应门限线谱能量加和的改进检测方法。仿真及实测实验结果表明:改进算法可有效检测目标电场信号,并在保证目标检测概率的情况下,减小了虚警概率。 展开更多
关键词 电场 海洋浮标 干扰特性 目标检测
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新型激光雷达浮标运动响应特性数值研究 被引量：2
16
作者 郭晨伟 高洋洋 +1 位作者 国振 王立忠 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期46-61,共16页
以新型激光雷达浮标系统为研究对象,基于ANSYS/AQWA开展了激光雷达浮标系统运动响应特性数值研究,研究了浮标吃水深度、形状参数对于激光雷达浮标运动响应的影响规律,分析了附加质量、辐射阻尼、运动响应RAO及一阶、二阶波浪力等水动力... 以新型激光雷达浮标系统为研究对象,基于ANSYS/AQWA开展了激光雷达浮标系统运动响应特性数值研究,研究了浮标吃水深度、形状参数对于激光雷达浮标运动响应的影响规律,分析了附加质量、辐射阻尼、运动响应RAO及一阶、二阶波浪力等水动力参数。采用时域分析方法对不同风浪流荷载入射角度下的激光雷达浮标锚泊系统张力特性进行了计算分析。研究结果表明:随着浮标吃水深度的增加,浮标纵荡方向响应无明显变化,垂荡响应显著增大;随着浮标底部圆台直径的增大,浮标纵荡方向响应变化较小,而圆柱形浮标垂荡运动响应显著大于圆台形浮标;当浮标系泊锚链发生松弛—张紧状态变化时易出现极端张力,且极端张力出现的幅值和频率随有效波高的增大和谱峰周期的减小而增大。 展开更多
关键词 激光雷达浮标 时域计算 运动响应 系泊张力 海洋浮标
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基于地磁与红外双模探测的海洋浮标预警系统设计 被引量：2
17
作者 赵铁虎 齐君 +1 位作者 阮大双 单瑞 《海洋技术学报》 2017年第5期15-21,共7页
设计了一种基于地磁检测与红外感应相结合、可对浮标周围异常目标进行探测和预警的控制系统。系统采用芯片级的微型磁感线圈,以及高集成度、低功耗的数据采集与总线技术,通过探测船体磁性对地磁场的扰动,监测船舶对浮标的靠近;采用芯片... 设计了一种基于地磁检测与红外感应相结合、可对浮标周围异常目标进行探测和预警的控制系统。系统采用芯片级的微型磁感线圈,以及高集成度、低功耗的数据采集与总线技术,通过探测船体磁性对地磁场的扰动,监测船舶对浮标的靠近;采用芯片级的热释电红外传感器,通过探测人体红外辐射,监测浮标在正常工作期间未知人员的入侵。系统的预警采用声光报警和图像远程传输相结合的方式,现场采集的图像数据经过压缩编码后通过无线数传电台发送至远程岸基监测站,实现海洋浮标的远程预警与现场取证功能。 展开更多
关键词 海洋浮标 地磁检测 红外感应 无线数传
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三锚浮标系统研究 被引量：3
18
作者 白强 袁新 +1 位作者 杨永春 刘岩 《海洋技术》 2007年第4期27-29,共3页
海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了探测海洋奥秘的主体监测... 海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力,并能实现数据的自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、调查船、潜水器及声波探测设备一起,组成了探测海洋奥秘的主体监测系统。论文详细阐述了水面浮标采用的新型三锚系留系统的组成、优点、以及克服的技术难题。 展开更多
关键词 海洋浮标 系留系统 有义波高
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基于STM32的海洋气象要素采集系统设计 被引量：3
19
作者 祁安俊 杨志勇 刘钧 《微型机与应用》 2017年第15期29-31,34,共4页
随着海洋发展战略受到国家的不断重视,为解决海洋气象要素采集问题,设计了一种以Cortex-M4内核为核心的STM32F407ZGT6处理器的海洋气象数据采集系统。该系统搭载于海洋浮标中,能够按照设计好的程序指令自主完成对所处的海洋气象数据的... 随着海洋发展战略受到国家的不断重视,为解决海洋气象要素采集问题,设计了一种以Cortex-M4内核为核心的STM32F407ZGT6处理器的海洋气象数据采集系统。该系统搭载于海洋浮标中,能够按照设计好的程序指令自主完成对所处的海洋气象数据的采集、传输、转换和处理。由于浮标要投入海洋中随着洋流漂流,本系统采用北斗通信的方式与外界进行信息交换。系统把采集到的信息存储在Flash中并将采集到的数据上传至岸上的服务器,地面工作人员用上位机软件提取服务器数据再通过人机界面进行数据分析。 展开更多
关键词 海洋浮标 海洋气象 北斗通信 人机界面
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浮标系统中电磁耦合器对电能传输效率影响的研究 被引量：1
20
作者 黄超 李醒飞 +2 位作者 谢子铭 杨少波 李洪宇 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2022年第1期16-21,共6页
因传统接触式与自容式供电方式无法很好的运用于锚定式海洋浮标系统中去应对复杂海洋环境,很容易出现不同程度的损坏,也无法满足系统长时间、周期性的工作。本文提出利用电磁耦合器作为核心器件来实现对海里传感器的无线充电,并利用Ansy... 因传统接触式与自容式供电方式无法很好的运用于锚定式海洋浮标系统中去应对复杂海洋环境,很容易出现不同程度的损坏,也无法满足系统长时间、周期性的工作。本文提出利用电磁耦合器作为核心器件来实现对海里传感器的无线充电,并利用Ansys MaxWell软件对影响电磁耦合器电能传输效率的一些重要参数进行仿真分析,分析出电磁耦合器间隙、偏移量以及绕组位置等参数对耦合系数的影响,并提出一种可以提高耦合系数的平面绕组超扁型罐状电磁耦合器,从而提高电能传输效率,最后实验验证理论分析。 展开更多
关键词 海洋浮标 电磁耦合器 非接触 耦合系数 传输效率
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