1.1选题的理论意义和实用价值1

1.2水面无人艇研究现状1

1.2.1无人艇发展现状1

1.2.1无人艇应用于水域监测发展现状·2

1.3艇型设计优化3

1.4本论文研究内容4

第二章总体设计分析5

2.1引言5

2.2船舶主要参数计算·5

2.3螺旋桨设计6

2.4本章小结10

第三章无人艇制作与设计11

3.1引言11

3.2推进系统设计11

3.2.1电机选型设计11

3.2.3舵设计12

3.2.4供电系统的选择·12

3.3控制系统设计12

3.3.1嵌入式系统——控制核心·12

3.3.2电机驱动模块14

3.3.3舵机模块设计16

3.3.4GPS模块——导航系统17

3.3.52.4g无线模块——无线智能操作·19

3.4模型制作与设备安装·21

3.4.1绘制3D效果图·21

3.4.2模型制作及设备安装22

3.5本章小结28

第四章水域监测系统设计29

4.1引言29

4.2系统组成29

4.3主要功能模块29

4.3.1PH传感器30

4.3.2水温传感器·31

4.3.3风向风速测定仪·31

4.3.4水位测定仪·32

4.4本章小结34

第五章水域监测无人艇系统功能试验分析·35

5.1引言35

5.2船体水密试验及其数据分析35

5.3航行实验及数据分析36

5.4船舶耐波性试验·36

5.4.1横摇试验·36

5.4.2纵摇试验·38

5.5船舶操纵性试验·40

5.6水域监测无人艇功能性试验41

5.6.1风速风向、水位测试试验·41

5.6.2PH值、温度测试试验43

5.7本章小结43

结语44

致谢45

参考文献46

第一章绪论

1.1选题的理论意义和实用价值

伴随着我国海洋经济所占比重越来越高，海洋资源的刚性需求会在沿海地区的经济的大成长中持续上升，沿海经济结构调整对水域环境保护和治理已提出更高更新的使命。而在高速发展的同时，我国众多水系、水域都受到了或多或少的污染，水污染问题日趋严峻。近些年来发生的重大水域污染事件如2012年镇江水污染事件、2015年6月安徽巢湖大片蓝藻集聚等等诸多事例都是令人触目惊心，治理水污染已经迫在眉睫。

对水域进行监测是治理的前提，今早发现问题，才能尽早解决，目前国内针对水质监测主要有两种手段，但是这两种手段都存在着各自的问题。

一种是人工采集，工作人员通过携带便携式水质监测仪在待检测水域先进行人工采样然后进行实验室分析。像水浅的地方、污水排放口等一般来说是水样检测的侧重地区，另外有一些危险不明的水域，大型船舶机械一般开不进去，现在一般是检测人员借助木排或者微型渔船前往指定水域采集样本。这对检测者带来不可预测的生命威胁，此外微型渔船本身也许会产生污染物，对目标采集、分析产生误差[1]。另一种是由一个指挥中枢及一定数量的分属监测点共同组成一个监测体系。这种点线面结合的方法，优点是很好地处理了人工采集方式所引起的麻烦，而缺点是人力物力成本显著增加[2]。所以，迫切地需要拥有水样采集功能及分析监测，同时机动能力较强的设备去解决这些问题。把监测系统安装在水面无人艇之上，设计出一个活动方便、采集高效、数据实时传输的完整体系，是解决上述问题的有效手段。

1.2水面无人艇研究现状

1.2.1无人艇发展现状