1、隨著人們對富含蛋白質(zhì)的海產(chǎn)品的需求增大,海產(chǎn)品供應越來越依賴于海水養(yǎng)殖。鑒于傳統(tǒng)的河口海灣養(yǎng)殖存在著水體污染嚴重、養(yǎng)殖品質(zhì)下降等問題,規(guī)?；钏W(wǎng)箱養(yǎng)殖進入了“十二五”規(guī)劃。然而,深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖風險極高,在臺風的作用下容易發(fā)生錨泊系統(tǒng)失效導致魚苗死亡的嚴重后果,這制約了深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的規(guī)?；l(fā)展。要解決網(wǎng)箱安全問題,首先就要研究錨泊系統(tǒng)的受力。因此,本課題以我國南海區(qū)域常用的浮式網(wǎng)箱為對象,研究并開發(fā)深水網(wǎng)箱纜繩系纜力遠程檢測系統(tǒng)。目的在于

2、不失真地遠程測量到系纜力波形,為深水網(wǎng)箱錨泊系統(tǒng)受力分析提供適用的實時測力工具。
　　通過用ANSYS軟件對深水網(wǎng)箱浮架系統(tǒng)做模態(tài)分析,模擬出其各振型的固有頻率,作為系統(tǒng)開發(fā)依據(jù)。
　　依據(jù)深水網(wǎng)箱系纜力測量的實際需求,提出了基于ZigBee和GPRS技術(shù)來構(gòu)建深水網(wǎng)箱系纜力遠程檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)中,傳感器節(jié)點負責對纜繩的受力信息進行采集,然后將各傳感器節(jié)點采集的信息匯聚到協(xié)調(diào)器節(jié)點。協(xié)調(diào)器節(jié)點再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)以設(shè)定的格式將

3、采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到陸地監(jiān)控中心,監(jiān)控中心對采集的數(shù)據(jù)進行顯示、保存。具體內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的環(huán)境及現(xiàn)有的無線通信技術(shù),提出了采用 ZigBee與GPRS技術(shù)建立深水網(wǎng)箱系纜力遠程檢測系統(tǒng)的方法;
　　(2)設(shè)計了下位機硬件。通過分析纜繩的受力特點,針對性的設(shè)計了拉力信號調(diào)理模塊;詳細介紹了ZigBee模塊的硬件電路設(shè)計;
　　(3)對基于ZigBee協(xié)議棧的軟件進行了詳細的設(shè)計,協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計包括

4、協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)、串口收發(fā)程序;傳感器節(jié)點軟件設(shè)計包括拉力數(shù)據(jù)采集、節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)、節(jié)點接收協(xié)調(diào)器廣播過來的數(shù)據(jù)等;
　　(4)監(jiān)控中心軟件設(shè)計,基于Visual Studio2010平臺,采用C＃語言編寫了監(jiān)控中心軟件,主要負責接收傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)、并對其進行顯示和保存,并且可以向傳感器節(jié)點發(fā)送采集命令、控制傳感器節(jié)點的采樣頻率。
　　本學位論文有以下2個創(chuàng)新點:
　　(1)設(shè)計的遠程檢測系統(tǒng)作為系纜力測量的工具,初

5、步解決了目前系纜力實測這一難題。
　　(2)充分考慮了網(wǎng)箱在波浪作用下的水動力特性,針對性設(shè)計了信號調(diào)理模塊,可實現(xiàn)不失真的測量到拉力信號。
　　通過測試表明,所設(shè)計的系統(tǒng)可用于實時檢測纜繩受力,且系統(tǒng)擴展方便,根據(jù)實際工程研究的需要可以隨意移除或增加檢測點,增加了拉力檢測的靈活性,降低了網(wǎng)箱系纜力研究的成本。采用本課題所研發(fā)的檢測系統(tǒng),可以獲得在極端海洋工況下,如臺風期間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的研究提供重要的數(shù)據(jù)參考。