探魚儀數據預處理及顯示技術研究.pdf

1、隨著國民經濟的發(fā)展，人們對海洋資源的需求日益增加，漁業(yè)資源的開發(fā)越來越受到重視。探魚儀作為一款聲納助漁設備，用于魚類資源評估，對水下魚群進行探測和定位。在探魚儀水深數據的采集過程中，存在各種誤差和環(huán)境干擾，這些干擾會給水深數據的質量帶來影響，因此選用合理的方法消除各類誤差得到準確的測量結果，具有很大的現(xiàn)實意義。顯控界面作為探魚儀系統(tǒng)的一個非常重要的組成部分，它為漁民提供了與設備交流的通信環(huán)境。顯控界面設計的好壞直接決定了探魚儀的性能，高

2、實時性和友好用戶界面的顯示系統(tǒng)可以更好地發(fā)揮探魚儀的優(yōu)勢，也可將更加準確的海洋信息展現(xiàn)在用戶面前。
　　數據預處理技術在探魚儀水深數據處理中起到非常重要的作用，保障了數據顯示的準確性，而探魚儀顯示軟件是探魚儀的關鍵部分，除了數據記錄和處理，還包括大量復雜的顯示、控制程序。研制助漁導航綜合儀，將逐步實現(xiàn)有效探魚、測深預警、海圖定位、自主導航、避碰報警、漁業(yè)信息、環(huán)境信息等多項功能。
　　本論文研究了探魚儀水深數據預處理技術，實

3、現(xiàn)了數據的可視化顯示；以電子海圖為開發(fā)背景，基于嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了適用于探魚儀的顯示軟件界面的設計與開發(fā)，完成了數據采集、數據存儲、數據顯示等功能，使用超聲波收發(fā)模塊驗證了探魚儀顯示系統(tǒng)的功能。具體包括以下幾個方面：
　　首先，本文根據探魚儀的顯示系統(tǒng)的性能要求，將嵌入式Linux系統(tǒng)在顯示系統(tǒng)中的應用作為探魚儀顯示系統(tǒng)的關鍵技術之一；選取MagicARM270實驗開發(fā)平臺，搭建嵌入式Linux軟件開發(fā)環(huán)境，選用C+

4、+圖形界面開發(fā)工具Qt作為系統(tǒng)界面開發(fā)工具。
　　其次，提出了探魚儀水深數據預處理方法，包括剔除野值、數據內插與外推、數據平滑，以減小隨機誤差和人為誤差對顯示結果的影響；提出了平面等深線圖及等深面圖生成過程中用到的關鍵技術問題。
　　再次，根據探魚儀顯示軟件的功能分析，確定了系統(tǒng)軟件設計的總體結構，完成了系統(tǒng)軟件主要功能的設計，包括通信模塊、數據存儲模塊、顯示模塊以及超聲波收發(fā)模塊驗證軟件系統(tǒng)等功能。設計的顯示軟件能夠為用戶

5、提供直觀、方便、快捷的操作，體現(xiàn)了易懂、簡單、實用的基本原則，充分表達了以人為本的設計理念。
　　最后，根據探魚儀顯示系統(tǒng)的軟件設計，完成了系統(tǒng)人機交互界面的實現(xiàn)，主要包括魚群信息顯示界面、歷史數據顯示界面、電子海圖服務界面以及船只環(huán)境信息界面。系統(tǒng)功能模塊的實現(xiàn)，主要包括：對RS-232串行通信接口及超聲波收發(fā)模塊的設計，完成了數據的采集和傳輸；對數據存儲結構的設計，實現(xiàn)實測數據的文件存儲，能夠將從串口讀取的數據進行存儲，有助于

6、后面對數據的查詢和復現(xiàn)；在開發(fā)環(huán)境下的程序設計，實現(xiàn)了數據實時動態(tài)顯示、歷史數據查詢等功能；利用超聲波收發(fā)模塊對所開發(fā)的探魚儀顯示系統(tǒng)進行了測試，驗證了上述設計。
　　本文提出的探魚儀水深數據預處理技術，通過超聲波探測數據的驗證，具有很好的效果，可以為水深數據預處理提供參考，并且提出數據有效處理方法有很大的進步空間。本文設計的基于電子海圖的探魚儀顯示軟件完成了預定的功能需求，在界面設計上滿足人機交互界面設計原則，將數據的存儲、實時