632 浏览基于北斗短报文的海洋剖面浮标通信方案设计
摘要：在信息化时代背景下,人们对海洋开发力度不断加强,探索和开发海洋资源已经成为各个国家竞争的共识。自持式海洋剖面浮标能够对水下环境参数进行持续监测,并通过卫星网络将数据信息上报至岸基中心,为海洋研究提供了全面的数据支撑。北斗短报文通信具有响应速度快、抗干扰能力强、可靠性高等特点,适用于自持式剖面浮标高效、稳定的通信。本文主要论述了浮标通信系统方案,并着重对其中的数据压缩算法及传输层数据传输协议进行了分析和设计。首先,文章介绍了自持式剖面浮标以及北斗短报文的研究进展和趋势,在总结目前通信不足的基础上,通过分析北斗短报文的工作特点,引入数据压缩和通信协议的方法完成了方案设计。其次,分析了自持式剖面浮标通过卫星发送数据的特点,引入并改进了LZSS数据压缩算法,在保证无损压缩的同时,降低对处理器内存的要求。对参数的合理选取使得数据的压缩率达到26%。同时根据北斗短报文的通信特点,引入确认应答、拥塞控制等通信机制,通过多种协议帧实现了对通信过程的控制以及用动态调整协议运行参数的方法来适应环境变化,最终完成了可靠数据传输协议的设计。最后,论文采用2个北斗星通的BDSC-01终端,搭建了一个自持式剖面浮标通信方案的实验测试系统,并用一个实际的浮标剖面数据验证了通信方案的可行性。实验表明:本通信方案能够实现数据的完整传输,并且将传输时间减少62%,具有较高的应用价值。
关键词：北斗短报文;海洋剖面浮标
文章目录
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 剖面式浮标的研究现状
1.3 北斗短报文技术的研究现状
1.4 研究内容及章节安排
第2章 系统总体设计
2.1 海洋剖面浮标工作过程
2.2 剖面浮标通信系统要求
2.3 基于北斗短报文的浮标通信设计
2.3.1 北斗短报文通信过程分析
2.3.2 系统方案设计
2.3.3 系统具体组成
2.4 本章小结
第3章 海洋浮标数据压缩设计
3.1 剖面浮标传输数据的特点
3.2 基于LZSS的数据压缩算法的设计
3.2.1 LZSS算法概述
3.2.2 改进型LZSS算法的设计
3.2.3 LZSS算法的参数选择
3.3 本章小结
第4章 可靠通信协议设计
4.1 协议机制和流程设计
4.1.1 通信机制选择
4.1.2 协议传输流程设计
4.2 通信协议帧设计
4.2.1 北斗短报文终端数据接口
4.2.2 协议帧的格式设计
4.2.3 协议帧的具体设计
4.3 协议实现过程
4.3.1 新建连接
4.3.2 数据发送和接收过程
4.3.3 结束连接
4.3.4 参数总结
4.4 本章小结
第5章 实验验证
5.1 实验平台搭建
5.2 实验环境测试
5.3 传感器输出数据的模拟
5.4 通信测试与验证
5.4.1 数据发送和接收过程
5.4.2 数据统计
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
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