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作者：

吴培艳

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摘要：

随着国民经济的发展,人们对海洋资源的需求日益增加,渔业资源的开发越来越受到重视。探鱼仪作为一款声纳助渔设备,用于鱼类资源评估,对水下鱼群进行探测和定位。在探鱼仪水深数据的采集过程中,存在各种误差和环境干扰,这些干扰会给水深数据的质量带来影响,因此选用合理的方法消除各类误差得到准确的测量结果,具有很大的现实意义。显控界面作为探鱼仪系统的一个非常重要的组成部分,它为渔民提供了与设备交流的通信环境。显控界面设计的好坏直接决定了探鱼仪的性能,高实时性和友好用户界面的显示系统可以更好地发挥探鱼仪的优势,也可将更加准确的海洋信息展现在用户面前。数据预处理技术在探鱼仪水深数据处理中起到非常重要的作用,保障了数据显示的准确性,而探鱼仪显示软件是探鱼仪的关键部分,除了数据记录和处理,还包括大量复杂的显示、控制程序。研制助渔导航综合仪,将逐步实现有效探鱼、测深预警、海图定位、自主导航、避碰报警、渔业信息、环境信息等多项功能。本论文研究了探鱼仪水深数据预处理技术,实现了数据的可视化显示;以电子海图为开发背景,基于嵌入式Linux开发环境,实现了适用于探鱼仪的显示软件界面的设计与开发,完成了数据采集、数据存储、数据显示等功能,使用超声波收发模块验证了探鱼仪显示系统的功能。具体包括以下几个方面:首先,本文根据探鱼仪的显示系统的性能要求,将嵌入式Linux系统在显示系统中的应用作为探鱼仪显示系统的关键技术之一;选取MagicARM270实验开发平台,搭建嵌入式Linux软件开发环境,选用C++图形界面开发工具Qt作为系统界面开发工具。其次,提出了探鱼仪水深数据预处理方法,包括剔除野值、数据内插与外推、数据平滑,以减小随机误差和人为误差对显示结果的影响;提出了平面等深线图及等深面图生成过程中用到的关键技术问题。再次,根据探鱼仪显示软件的功能分析,确定了系统软件设计的总体结构,完成了系统软件主要功能的设计,包括通信模块、数据存储模块、显示模块以及超声波收发模块验证软件系统等功能。设计的显示软件能够为用户提供直观、方便、快捷的操作,体现了易懂、简单、实用的基本原则,充分表达了以人为本的设计理念。最后,根据探鱼仪显示系统的软件设计,完成了系统人机交互界面的实现,主要包括鱼群信息显示界面、历史数据显示界面、电子海图服务界面以及船只环境信息界面。系统功能模块的实现,主要包括:对RS-232串行通信接口及超声波收发模块的设计,完成了数据的采集和传输;对数据存储结构的设计,实现实测数据的文件存储,能够将从串口读取的数据进行存储,有助于后面对数据的查询和复现;在开发环境下的程序设计,实现了数据实时动态显示、历史数据查询等功能;利用超声波收发模块对所开发的探鱼仪显示系统进行了测试,验证了上述设计。本文提出的探鱼仪水深数据预处理技术,通过超声波探测数据的验证,具有很好的效果,可以为水深数据预处理提供参考,并且提出数据有效处理方法有很大的进步空间。本文设计的基于电子海图的探鱼仪显示软件完成了预定的功能需求,在界面设计上满足人机交互界面设计原则,将数据的存储、实时显示以及历史数据查询集为一体,具有良好的实用性,同时也向探鱼仪的研发领域中引入了流行的嵌入式理念。从功能确认及显示界面两方面来看,探鱼仪显示软件基本上满足了功能需求及人机交互设计,具有良好的市场价值。

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关键词：

探鱼仪 数据预处理 显示软件 超声波 功能模块

学位级别：

硕士

学位年度：

2014

DOI：

10.7666/d.D596844