海洋平台监测系统及方法与流程

技术特征：

1.海洋平台监测系统，包括监控主机、主机节点和现场监测终端，所述现场监测终端包括数据采集节点及数据处理系统，数据采集节点数据传输至数据处理系统，数据处理系统将处理后的数据经主机节点传输至监控主机；其特征在于：所述数据采集节点有多个，每个所述节点均包括加速度传感器，均对应一个单独的数据处理系统；

所述数据处理系统包括FPGA、AD转换芯片和数据存储单元：

所述FPGA包括：特征逻辑处理单元：用于对模数转换后的接收数据进行数据有效性分析，解析出有效数据；处理器单元：用于接收数据存储单元中的有效数据，进行后续处理；RTC时钟单元；用于产生时钟信号作为AD转换芯片数据的时间戳，其中AD转换芯片与RTC时钟单元采用同一时钟驱动信号；

所述AD转换芯片：用于对数据接收系统的接收数据进行模数转换；

所述数据存储单元：分为用于存储接收数据的全存储单元和用于存储有效数据的有效存储单元。

2.如权利要求1所述的海洋平台监测系统，其特征在于：所述特征逻辑处理单元还包括乒乓RAM存储单元，用于缓存模数转换后的数据，并将数据传输至数据解析单元进行解析。

3.如权利要求1所述的海洋平台监测系统，其特征在于：每个FPGA芯片均连接GPS接收机。

4.如权利要求1所述的海洋平台监测系统，其特征在于：所述数据采集节点还包括用于与数据处理系统通信的无线发送模块；所述数据处理系统还包括用于与采集节点通信无线接收模块和用于与主机节点通信的无线发送模块。

5.如权利要求1所述的海洋平台监测系统，其特征在于：进一步包括节点盒，数据采集节点安装在节点盒内，节点盒通过支座固定结构安装在海洋平台上，所述支座固定结构包括固定座，固定座底部安装有磁性部件，固定座顶部设置有滑轨，节点盒底部设置有与所述滑轨配合安装的滑块；加速度传感器安装在节点盒外，磁吸附在海洋平台上。

6.海洋平台检测方法，采用权利要求1至5任一项所述的海洋平台监测系统，其特征在于，包括以下步骤：

AD转换芯片稳定启动后，利用RTC时钟单元脉冲同步AD转换芯片，延时至AD转换芯片的输出信号与RTC时钟单元脉冲信号边沿对其同步，随后AD转换芯片数据传输至特征逻辑处理单元；

AD转换芯片输出数据存储于全存储单元，数据进行有效性分析后，有效数据存储于有效存储单元；数据有效性分析的方法为，获取海洋平台振动自回归模型，将接收的数据与海洋平台振动模型的预测输出数据进行匹配，若接收数据与预测输出数据相比在误差阈值范围内，则接收的数据为有效数据，否则为无效数据；

同一RTC时钟单元产生时间信息传输至处理器单元进行同步的数据整合、存储及后续处理。

7.如权利要求6所述的海洋平台监测方法，其特征在于：获取海洋平台振动自回归模型的方法为：对时变TARMA振动模型进行泛函数解析，其中时变TARMA振动模型为：

$y\[t\]=-\underset{i=1}{\overset{n_a}{\Σ}}{a}_i\[t\]\·y\[t-i\]+\underset{i=1}{\overset{n_c}{\Σ}}{c}_i\[t\]w\[t-i\]+w\[t\],$

其中，y[t]为n_a阶振动响应向量，w[t]为n_c阶激励输入向量，a_i为振动模型的自回归系数，其中i＝1,2,3,…,n_a，c_i为振动模型输入向量系数，其中i＝1,2,3,…,n_c；

TARMA振动模型的泛函数展开式为：其中为投影空间的一组正交基，p_a为投影空间阶数，a_i,j为系数a_i在投影空间的投影系数；

设模型结构参数：M＝{n_a n_c p_a p_c}，

参数向量：

使用预测误差法计算各项参数：

是其中满足最小预测误差的回归模型匹配参数向量，为θ的预估值；

其中，e(t)为超前预测误差；

上式中，回归向量为：

8.如权利要求6所述的海洋平台监测方法，其特征在于：FPGA解析GPS接收机中的时间信息，写入RTC时钟单元。

9.如权利要求6所述的海洋平台监测方法，其特征在于：有效数据经压缩处理后传递至主机节点，主机节点对数据进行解压缩后传递至监控主机。