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漂流浮标具有结构简单、易布放、不需要额外动力等方面的优点，在海洋观测领域已经有了较为广泛的应用。然而现有的漂流浮标为了控制成本和整体功耗，搭载的传感器较少，在使用中能够采集到的数据种类较少，并且由于电子系统设计相对简单，一旦出现故障，无法解决，导致实际使用时长往往达不到设计使用时长。因此，本文以低功耗、高可靠性、多样化载荷为设计目标，提出一种具备扩展性的双系统漂流浮标的设计方案，能够尽可能地提高漂流浮标的可靠性，同时基于双系统设计了一种低功耗切换算法。该款漂流浮标系统可在主模块损坏时及时启用备用模块工作，并可对当前电池电量、工作环境状态及模块功能状况进行处理分析，根据分析结果实现对系统未来工作模式的决策，系统功耗降低了20%，同时实现了漂流浮标系统的长时序高效观测。 相似文献
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针对目前海洋观测网络通信距离、功耗、复杂度、抗干扰能力、成本之间的矛盾,提出了一种基于LoRa(long range)的海洋多功能信标组网观测系统。通过运用新型的LoRa调制技术,采用星型链路网络对多功能信标进行组网设计,并结合北斗通信,构建了一套覆盖范围广、功耗低,组网简单,抗干扰性强的海洋监测网络系统,能够有效实现近海和远海的全范围覆盖,同时降低了组网的成本。通过对多功能信标的低功耗设计,可有效降低信标功耗,延长了工作周期。通过室内和室外的模拟实验,验证了组网通信的有效性,以及远距离传输数据特性,为信标的升级设计和海洋组网观测打下了基础。 相似文献
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公交行程时间的精确预测对于提升公交吸引力具有重要意义。本文基于公交车到离站的历史数据,综合考虑时间周期、站点、站间距离、天气等多个因素,建立了基于BP神经网络的公交车静态行程时间预测模型,以该模型为基础,采用动态迭代的方法,叠加多个站间行程时间预测结果,进一步构建了面向连续站点的公交车动态行程时间预测模型,实现对跨越多个站点的公交行程时间预测。以青岛市125路公交为例对算法进行测试。在模型的横向对比实验中,本模型预测结果的绝对误差均在50 s以内,平均绝对误差百分比(MAPE)为11.74%,均方根误差(RMSE)为23.15,R2的确定系数为0.905 1,SVM的MAPE、RMSE、R2 误差指标分别为:12.38%、38.33、0.743 6,LR对应的误差指标分别为:12.50%、25.59、0.884 1;在静态模型与动态模型的对比实验中,动态模型预测结果的MAPE为11.75%,RMSE为23.15,静态模型对应误差指标分别为:11.63%、26.74。研究结果表明,基于BP神经网络的公交动态行程时间预测模型比传统的静态预测方法具有更高的预测精度。 相似文献
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新型海洋资料浮标数据采集控制系统研究与概念设计 总被引：2，自引：0，他引：2
本文以海洋资料浮标数据采集控制系统的灵活性，可长级性，可靠性，易用性，低功耗和小体积为目标，提出一种基于与ＩＢＭＰＣ兼容的ＰＣ１０４标准总线和ＶＥＴＡ嵌入式实时多任务操作系统的新型海洋资料浮标数据采集控制系统，并在所采用的软硬件平台上，针对系统模块设计了一个小试验系统。 相似文献
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以低功耗、多参数、安全可靠为设计目标,提出一种基于北斗卫星通信的海洋多要素观测系统设计。设计以嵌入式微控制器STM32F103RET6为核心,实现以漂流浮标为载体的海洋环境噪声测量,同时实现对海洋气温、气压、风速、风向及表层海温的多要素观测;以可充电锂电池组和太阳能电池板组合方式供电,同时进行必要的电源管理,有效提高漂流浮标的工作寿命;采用我国自主知识产权的北斗系统进行定位及双向通信,安全性高。实验表明,基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计具有可行性,满足低功耗、多参数、安全可靠的设计要求,为以表面漂流浮标为载体的海洋多要素数据采集控制提供新的硬件设计方法。 相似文献
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针对极区冰基拖曳式海洋剖面浮标长期稳定获取极区水文和气象数据的工作需求,进行了浮标系统的低功耗方案设计。该方案基于超低功耗51系列微处理器,根据最低功耗工作模式与最短工作时间原则,采用高效的电源管理机制对浮标系统各个部分的能量消耗进行合理的分配与管理,并应用了Argos卫星通讯模块ARGOS-3 PMT-RFM的BPSK调制低速数据传输模式,可有效降低浮标系统的整体能耗。该浮标在北极冰站上长达1年的运行情况表明该系统工作稳定,所采用的低功耗能量管理方案实现了浮标系统长期连续观测的需求。该浮标的成功试验和推广应用有助于极地研究人员更准确地分析海冰变化过程。 相似文献
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精确的海浪有效波高（简称浪高）预测对于海上生产生活具有重要意义。针对现有海浪浪高预测模型对不同海洋要素间关联信息考虑不足,以及长时序浪高数据本身存在非平稳性的问题,本文设计了一种考虑物理约束与差值约束的海浪浪高时间序列预测方法。该方法基于风速与浪高之间的物理关联,设计物理约束,并通过提取差分信息设计差值约束,结合现有基于深度学习的时间序列预测模型,实现浪高预测。采用黄海和东海的6个不同站点浮标数据进行了大量实验。实验结果表明,本文提出的方法可以利用海洋要素间的物理关联,有效提高浪高预测精度,并避免因不同要素间融合造成的信息间干扰;同时,利用差值约束,限制时间序列预测结果的变动范围。本文方法可以与不同类型的时间序列预测模型相结合,显著提升原有模型的性能,并在长时间序列的预测中体现出很好的鲁棒性,为海洋要素预测中物理与数据驱动模型的有效结合提供了思路和验证。 相似文献
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根据海洋监测仪器及系统工作环境的特点,需要从高可靠性、低功耗、长时间工作、小体积、轻重量等几个方面进行深入分析和研究。论文设计的海床基自动监测系统的中央控制单元,采用工业MSP430、带中断输出的时钟芯片DS1305、FLASH RAM和低阈值VMOS功率管等低功耗3.3 V器件,应用中断和休眠软件设计方法,很好地满足了使用要求。通过实验和分析,指出了低功耗海洋监测仪器及系统设计的基本原则,总结了MSP430闲置的管脚处理、上拉电阻阻值合理选择和电池自放电电流等问题的解决方案和应用经验。 相似文献
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随着海洋强国战略的推进和实施,水下传感器网络广泛应用于海洋资源探测、污染监测、辅助导航和水下军事侦察等领域,具有十分重要的意义。由于水下传感器所携电池充电或更换困难,如何减小传输能耗、在传感器能量受限的情况下提升网络生存期是亟须解决的关键问题之一。据此,提出了一种动态蚁群路由算法,考虑了每次传输后的节点剩余能量,作为路径优化的条件之一,基于蚁群算法在每次传输中选择最优路径,并在每次传输完成后更新路由表,让更多的节点参与信息传输,以提高节点的利用率。仿真结果表明：动态蚁群路由算法同时兼顾了能耗平衡和最小传输能耗,大大提高了网络生存期。分析结果对水下传感器网络的路由协议设计有一定的参考意义。 相似文献
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利用全球定位系统实时差分技术（Global Positioning System Real-Time Kinematic,GPS-RTK）对波浪能发电装置进行结构变形监测得到的信号会存在噪声。针对这个问题,本文提出一种结合巴特沃斯（Butterworth）滤波器和自相关函数经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）的滤波降噪算法,利用动态位移仿真信号进行了实验验证。结果表明：该滤波算法能够有效降低装置动态位移监测数据中噪声的影响,利用滤波算法对仿真信号进行降噪处理之后,可以提取出信号中包含的结构固有频率。 相似文献
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不同海洋动力过程之间的相互作用决定了海洋系统内部的结构,外观表征上则反映了海洋动力要素的空间及剖面精细化分布与演变特征,海洋动力系统相互作用理论愈来愈成为支撑海洋耦合数值模式与数值预报发展的重要基础.不同于Reynolds尺度平均概念,基于局域平稳均匀统计意义下的集合平均可易于实现集合层级和系统划分.在此基础上提出了一... 相似文献
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