随着进出港口船舶的大型化,航道疏浚行业的发展越来越快。在航道疏浚过程中进行实时测量是非常必要的,它可以实时监控疏浚深度以确保疏浚航道平整,还能保护疏浚设备免受损坏。本课题针对需要,并以方便操作人员为目的,利用MCS-51系列单片机作为CPU,设计出了一套比较实用的、操作简单的航道疏浚实时测量系统。本文根据船舶自身的参数,建立了适合于本系统的测量数学模型;提出了合适的消除随机噪声的Kalman滤波器模型,并给出了实际的参数;细致分析了系统功能和控制目标,在此基础上,划分了航道疏浚实时测量系统硬件和软件系统的功能模块。根据划分的硬件功能模块,选择了适当的芯片,对芯片的特点进行了详细地分析,设计了硬件电路原理图和PCB图,具有如下特点:1.采用两级译码技术,有效地利用了地址空间;2.设计了低噪声的信号预处理电路,提高了A/D转换精度;3.设计了掉电保持信息的电子磁盘。在软件功能模块的基础上,规划了系统软件的总体结构,及系统的工作模式;利用汇编语言设计了控制所有功能的软件程序;采用了循环扫描机制和中断管理相结合的方法,实现了实时多任务的管理;并使用了前后台技术,前台用于界面管理,后台用于实时测量,方便了用户;设计了电子磁盘的控制程序;采用VisualC++ 6.0开发了PC机接收数据和显示数据的程序。对航道疏浚实时测量、航道疏浚实时测量系统与电子磁盘并行通信、电子磁盘与PC机串行通信进行了实验,并在此基础上,利用PC机和D/A控制卡产生一个随机信号作为噪声,加在传感器采集的信号上,进行了噪声干扰实验,验证了本系统的可靠性。