[發明專利]海洋雙頻激電儀水下主控與數據采集系統

有效

• 申請號: 201110339439.3
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN102508302A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 李志華;鄭彥鵬;吳偉;宋恒力;曾信
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00;G05B19/042
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于該系統包括電源管理單元、單片機主控制單元、數據采集單元、實時監控單元和通訊單元，其中：單片機主控單元是整個水下系統的核心，它通過電源管理單元來控制各模塊和設備的電源供給，繼而控制每一個設備開始工作的時序；在單片機主控單元支配下，數據采集單元采集雙頻激電信號、實時監控單元采集水下環境信息，得到的數據通過通訊單元傳給水面甲板機；通信單元負責各單元間數據和命令的傳遞。

2.根據權利要求1所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述電源管理單元包括電壓轉換部分和上電控制部分，其中：電壓轉換部分采用多種型號DC/DC的隔離型電壓轉換模塊，其對24V電池電壓進行12V和5V轉換，供給水下各模塊獨立的電源；

上電控制部分是指單片機管理包括各數據采集、通訊、監測模塊的電源，單片機數字I/O口通過控制各電源上電開關的導通與截止，來控制各設備的電源導通與切斷，進而控制各個設備的有序工作。

3.根據權利要求2所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述電源上電開關包括：各DC-DC的電源輸入開關；數據采集工控機電源開關；數據采集卡電源開關；信號調理電路電源開關；各狀態監控單元電源開關，主要是溫度傳感器、壓力傳感器、高度傳感器和三維羅盤的電源開關；通訊單元電源開關，包括485通訊單元電源開關和聲學通訊單元電源開關。

4.根據權利要求1所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述單片機主控單元采用低功耗MSP430F169單片機為控制核心，主要控制串口模塊，日歷時鐘模塊，外部flash和SD卡存儲模塊，看門狗模塊，多路開關驅動及指示模塊工作。

5.根據權利要求4所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述串口模塊有兩個串口，一個與水面甲板機通訊?，執行包括開機自檢、狀態檢測信息、啟動與結束工作、參數設置、控制各個模塊的供電與啟動相應的操作；另一個通過串口分時復用，分別與數據采集單元、監控單元通訊。

6.根據權利要求5所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于當與水面甲板機的通訊中斷時，單片機能自動進入水下環境監測狀態，當艙體下潛到預設水深或預設定的時刻到達時，將觸發單片機啟動測量工作；到預設定結束時刻時能自動停止測量工作。

7.根據權利要求1所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述數據采集單元采用嵌入式工控機PCM-9361為數據采集控制器，控制NI數據采集卡USB6289對多通道信號進行模數轉換；工控機以LabVIEW為平臺，在單片機主控系統的串口命令下，LabVIEW程序控制數據采集卡采集雙頻激電信號，同時通過USB數據線高速讀取采集卡里轉換的多通道雙頻激電信號數據，得到的數據存儲在60G固態硬盤里。

8.根據權利要求1所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述通訊單元包括232串口通訊、帶光電隔離的485通訊、聲通訊，其中：主控系統與水面甲板機通訊使用232串口，或使用光隔離的485通訊，或使用聲學通訊；主控系統與數據采集單元通訊使用232或者485通訊。

9.根據權利要求1所述的海洋雙頻激電儀水下控制與數據采集系統，其特征在于所述實時監控單元由單片機通過串口分時復用方式獲得信息，再對實時信息報警判斷并上傳水面甲板系統；該單元包括電壓監測、水壓監測、密封艙的溫度監測、密封艙姿態監測、聲學高度計測量距離海底高度和避碰聲納監測模塊，各模塊分別安裝在倉體內合適位置，以便能夠監測整個倉體自身信息和所處環境信息；通過各模塊的綜合信息判斷出水下數據采集倉體的空間信息，其包括距水面高度、距海底高度、下潛時的姿態、方向、倉體內的溫度；該單元還監控主控單元的電池電壓和采集單元的電池電壓。