我国有辽阔的海上疆土,海洋开发和海洋探测于国计民生有深远的意义。海洋资料浮标是海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一,是海洋环境立体监测的重要组成部分,具有全天候、长期连续、定点监测的特点,被海洋学家誉为“海洋上的地球同步卫星”。我国既有的大型海洋资料浮标存在一定不足,如系统架构不够合理,智能化、模块化、网络化程度较低,浮标系统的扩展升级相对困难等。为此本项目设计和开发了新型的大型海洋资料浮标,其设计理念是总线化、模块化、易扩展、低功耗、高可靠性、高可维护性。硬件结构上基于CAN总线,将硬件从功能上划分为主机模块和前置采集器模块,各模块通过CAN总线进行通信,模块内部硬件接口一致,互换性高。为增强系统的可扩展性,软件设计上借鉴组态化的设计思想,通过一组配置库来组织和配置系统中各个模块的功能,做到了只修改配置就可完全重组系统的功能。本论文致力于为新型大型海洋资料浮标设计和开发组态化的可配置的主机软件系统。软件系统基于uC/OS-II实时操作系统而开发,主机软件结构上分三个层次,分别是BSP层,调度及服务功能层,应用进程层。BSP部分不仅包含了驱动库部分,而且还包含操作系统的底层与硬件平台相关的部分,它为系统的其它部分提供访问硬件的接口。调度及服务功能层的主要部分是uC/OS-II实时操作系统,uC/OS-II一方面提供了多进程并行运行的工作环境,另一方面其内核附带的定时延时结构、进程调度结构、进程间通信结构等像粘合剂一样将多个分立的功能进程组成一个协调的整体。应用进程借助操作系统提供的各种服务和BSP提供的功能接口,实现数据的收集、整理、存储、显示和发送。为实现系统的可配置性,设计了用于存储系统数据的通过索引表来组织的实时数据库,用于数据收集的传感器配置库和数据存储索引表,用于实现数据转储的数据筛选属性表,用于提供显示数据信息的图片描述表,以及用于北斗数据发送的帧描述表等等,使得系统具有高度的可配置性。整个软件系统的设计和实现,贯彻模块化思想,各个功能进程(除CAN服务进程外)自己控制自身的调度,完成各自的功能,功能内聚性好。各功能进程之间,通过消息彼此同步和通信,通过若干全局索引表共享系统数据,做到了高内聚低藕合。最后,对本文的研究工作作出了总结,指出了目前存在的一些问题,并提出了进一步完善的建议。目前项目一期工程已经完成,开发的大型海洋资料浮标已经在东海海域连续运行数月,系统运作正常。