3.2.2Arduino平台设计选型 15

3.2.3工控机选型 15

3.3水面电源及电源箱选型 16

3.4本章小结 18

第四章水下机器人ROV水面监控系统软件设计 19

4.1引言 19

4.2数据通信协议设计 19

4.2.1工控机与Arduino平台通信协议设计 19

4.2.2上位机与下位机主控制板通信协议设计 21

4.3控制台Arduino单片机程序设计 25

4.4人机交互系统软件设计 26

4.5本章小结 31

结论 32

致谢 33

参考文献 34

第一章绪论

1.1研究背景及意义

海洋占有地球71%的表面面积，海洋可以说是地球上资源最富饶的区域。由于陆地资源的过度开发，很早之前地球上的国家就将目光看向了海洋，海洋具有丰富的矿产资源，石油、天然气、可燃冰等。当前，世界上各国对海洋资源的开发利用非常重视，与之相关的各种配套技术发展十分迅速，研究出来的各种海洋工程装备也层出不穷，这极大地推动了海洋资源开发活动地进程。在经济高速发展的今天，海洋资源越来越成为推动发展的重要因素。一个国家开发海洋资源技术的高低很大程度上影响着海洋资源被开[1]发的力度，可持续发展离不开源源不断的资源与能源的供给。

目前，越来越多的国家重视深海资源开发，深海油气资源、海底矿产资源、深海生物基因资源的开发已成为国际海洋资源开发的热点。我国陆海兼备，拥有绵长的海岸线和辽阔的海洋国土面积，对于人均资源匮乏的我国来说，开发利用海洋中的资源已经是历史的必然，更是具有深远的意义。充分利用海洋资源是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。然而海底环境很恶劣，可见度不高，对于人类来说探索深海是一个难题也具有很高的危险性。因此诞生了水下机器人，水下机器人拥有非常广阔的应用领域,在[2]海洋环境监测、海洋资源勘探、海洋科学研究中都发挥着重要作用。

有缆遥控水下机器人（RemotelyOperatedVehicle，简称ROV）为当今各水下机器人研发机构正在重点开发的高新技术之一，可以完成海洋环境监测、海洋资源开发、海底管道铺设和海上结构体水下检测等任务。ROV具有灵活的水下运动能力，一般装配先进的水下推进、控制以及机械等系统，可以在人体到达不了的深海和危险水域进行水下勘察检测及其他水下作业。ROV检测技术以其经济、安全、工作效率高、作业深度大环境广等优点在海洋工程结构的水下无损检测中得到广泛重视。

1.2国内外研究现状

1.2.1水下机器人概况

1.2.2ROV发展现状

1.2.3ROV的发展趋势

1.3ROV控制技术研究现状

1.4本文主要研究内容

本次毕业设计的题目是水下机器人ROV水面监控系统设计，主要内容为下面两个部分：

（1）水下机器人ROV水面部分硬件系统设计，主要包括水面控制箱和水面电源箱的设计。其中对采集控制箱信号的单片机和电源箱进行了选型，另外使用CAD软件绘制了控制面板的与电源箱的结构图。