基于单片机的无线遥控测温船设计文献综述

 2022-08-02 15:44:46

水体测量船中控制子系统的文献综述

一、研究背景及意义

21世纪是海洋的世紀,海洋是人类起源的摇篮,亦是人类文明的发源地,海洋孕育了我们中华儿女一代又一代的人,她给予了我们的生命,也给予了我们赖以生存的海洋环境。大气环境以及相关的物质基础。在这么广阔的地球表面,海洋却占据了地球71%的表面,足以表明海洋的重要性。这表明海洋是人类的重要组成成分,是全球气候调节为重要组成部分。目前中国环境现状不容乐观。全球变现,雾霾不断袭击,空气质量的恶化日益成为社会关注的热点,而海洋作为气候的“调节器”,在调节气候上有相举足轻重的重要地位。但在中国以及全球的其它国家,在开垦海洋资源的同时,对海洋环境造成了不可磨灭的破坏,海洋环境受到干扰。势必反作用于人类本身。例如,人类食用了受污染的海产品,会响到人体自身的健康甚至导致死亡事故的发生。

面对海洋环境受到的污染,我们有必要进行海洋环境的监测,预防与保护,工欲善其事必先利其器、目前水质监利手段主要有人工采集、遥控水下机器人 (Renotely Operated Vehicle,ROV)、无人船(Urmanned Surface Vehicle, USV) 无缆水下机器人(Autonoeo ss UndervaterVehicle,AUV) '等。在我国大部分近海海城、河流、湖泊、水库、运河等湿地地区,几乎还是采用人工手段进行水文信息的采集,如水位、流遠、水质降水、燕发量等,人工采集存在颇多的弊端,对于一些环境比较恶劣的区城,采样人员存在人身安全问题甚至无去到达目的区域,再者人工采样周期较长,采样回来很可能遭成样本变质,严重影响了水文信息的分析。遥控水下机器人和无缆水下机器人在某些未知的区域,水下作业比较危险,很可能造成设备的非正常性工作甚至设备丢失,其设备成本也较高。面无人船却有多的独到之处,船体不大,方便的航行在各种水城,受外界约束较小,具有非常高的灵活性,对无人船的操作也非常的简单,同时可以自动采样,造价高等诸多的优点。无人船也将水面机器人技术、数据的网络传输与通信、计算机技术和智能传感器技术融合在了一起,可以最大限度的在环保水质监利、科研勘探、水下利绘、搜索救援、安防巡逻乃至军事应用领域发挥积极的战略性应用与意义。

二、国内外研究概况

智能化一直是船舶发展的趋势。近年来,随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新理念、新技术的突飞猛进,船舶自动化水平不断提高,无人船艇的实现有了科技支撑,无人驾驶船舶航行于全球有了实现的可能性。

无人船艇包括具有自主规划、自主航行、自主环境感知能力的全自主型无人船艇,以及非自主航行的遥控型无人船艇和按照内置程序航行并执行任务的半自主型无人船艇。它集船舶设计、人工智能、信息处理、运动控制等专业技术为一体,研究内容涉及自动驾驶、自主避障、规划与导航、模式识别等多方面,可根据其作战或使用功能的不同,采用不同的模块,搭载不同的传感器及设备,执行情报收集、监视侦察、扫雷、反潜、反恐、精确打击、搜寻救助、水文地理勘察、中继通信等任务。

进入21世纪,随着通信、人工智能等技术的发展,制约无人船艇发展的诸多技术瓶颈得以部分解决,各国加大了无人船艇的研发力度,无人船艇迎来了一段高速发展期。美国海军于2002年起合作开发“斯巴达侦察兵”(Spartan Scout)。以色列拥有丰富的无人船艇研制技术。由以色列研发的“保护者”(Protector)号无人艇于2003年向以色列国防军交付。

2007年7月美国海军发布了《海军无人水面艇主计划》,明确了无人艇发展的4个级别:XClass、Harbor Class、Snorkeler Class、Fleet Class。4个级别在长度上依次从小到大,续航力从小到大,模块从非标准级到标准级,任务从低层次到高层次,另外对布放方式和艇型的要求也不相同。

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