[發(fā)明專利]海洋表層拉格朗日測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510225017.1
• 申請(qǐng)日: 2015-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN104820725B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐春英;劉成龍;崔學(xué)杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島曉龍儀器有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/40
• 分類號(hào): G06F17/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋通訊監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一套海洋表層拉格朗日測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，海洋自主觀測平臺(tái)獲取的海洋要素?cái)?shù)據(jù)向多樣化、高精度、大范圍方向發(fā)展，成為促進(jìn)海洋觀測實(shí)現(xiàn)三維實(shí)時(shí)觀測的重要方式。其中利用拉格朗日法測流的海洋表層漂流浮標(biāo)由于其設(shè)計(jì)簡單、成本低廉便于大范圍布放的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，該類浮標(biāo)主要將位置數(shù)據(jù)信息通過衛(wèi)星或近岸無線信號(hào)傳輸給相應(yīng)數(shù)據(jù)接收端。目前用于這方面的定位系統(tǒng)有GPS、“北斗”、ARGOS等，衛(wèi)星通信系統(tǒng)有ARGOS、銥星、“北斗”,全球星等，上述通信系統(tǒng)均已開發(fā)出雙向通訊模塊，將其應(yīng)用于海洋表層漂流浮標(biāo)上，便于增強(qiáng)海洋觀測的靈活性，提高海洋觀測效率。

由于漂流浮標(biāo)定位及數(shù)據(jù)傳輸易受海洋環(huán)境(海浪遮擋)影響，同時(shí)考慮到其低成本、長時(shí)間工作的設(shè)計(jì)要求，漂流浮標(biāo)長期處于弱電弱信號(hào)狀態(tài)。如何提高數(shù)據(jù)傳輸成功率成為一個(gè)重要的問題，對(duì)漂流浮標(biāo)硬件和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都提出新的設(shè)計(jì)要求。

目前國內(nèi)外海洋表層漂流浮標(biāo)應(yīng)用廣泛，建立起完整的海洋表層拉格朗日測量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，有利于提高數(shù)據(jù)利用率和數(shù)據(jù)檢索效率，便于數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而降低觀測成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一套海洋表層拉格朗日測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

海洋表層拉格朗日測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括海面自由漂流的拉格朗日觀測平臺(tái)和岸基數(shù)據(jù)中心；所述海面自由漂流的拉格朗日觀測平臺(tái)包括漂流浮標(biāo)，所述漂流浮標(biāo)位于海洋表層；所述岸基數(shù)據(jù)中心包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、用戶計(jì)算機(jī)，所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站通過通訊衛(wèi)星接收漂流浮標(biāo)采集的數(shù)據(jù)并通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫，所述用戶計(jì)算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控漂流浮標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)；所述漂流浮標(biāo)的內(nèi)部模塊包括單片機(jī)、定位模塊、信息采集模塊、供電模塊、電源控制模塊、存儲(chǔ)模塊、通訊模塊、信號(hào)傳輸模塊、磁感開關(guān)和控制端口，所述單片機(jī)通過集成控制電路板分別與定位模塊、信息采集模塊、供電模塊、電源控制模塊、存儲(chǔ)模塊、通訊模塊、信號(hào)傳輸模塊、磁感開關(guān)和控制端口集成連接；所述漂流浮標(biāo)內(nèi)部時(shí)鐘的最短計(jì)時(shí)周期為5min；

所述海洋表層拉格朗日測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作流程為：所述漂流浮標(biāo)內(nèi)置時(shí)鐘計(jì)時(shí)，負(fù)責(zé)喚醒單片機(jī)；所述單片機(jī)讀取指令采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)，然后按照指令通過無線電向通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)據(jù)；所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)通訊衛(wèi)星傳輸，由衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站接收，并通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器根據(jù)預(yù)設(shè)協(xié)議自動(dòng)分析數(shù)據(jù)完整度，在確認(rèn)收到完整數(shù)據(jù)后，該數(shù)據(jù)在漂流浮標(biāo)內(nèi)存中被刪除，并進(jìn)行之前未成功發(fā)送數(shù)據(jù)的補(bǔ)發(fā)過程，補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)完整性被確認(rèn)后，該數(shù)據(jù)在漂流浮標(biāo)內(nèi)存中被刪除；所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器將接收到的完整數(shù)據(jù)解壓、合并、分類存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)庫，并實(shí)時(shí)將漂流浮標(biāo)的位置顯現(xiàn)在電子地圖上；所述用戶計(jì)算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫檢索、下載數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)查看漂流浮標(biāo)電池電量和位移狀態(tài)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述用戶計(jì)算機(jī)還通過數(shù)據(jù)中心服務(wù)器向漂流浮標(biāo)下達(dá)控制指令，更改漂流浮標(biāo)的工作模式；所述漂流浮標(biāo)的工作模式設(shè)定包括定位模塊、信息采集模塊的工作周期和信號(hào)發(fā)射周期的分別設(shè)定。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述漂流浮標(biāo)內(nèi)部的工作過程為：所述漂流浮標(biāo)內(nèi)部時(shí)鐘按照最短計(jì)時(shí)周期喚醒單片機(jī)，所述單片機(jī)檢測是否進(jìn)入每日接收指令時(shí)間段、工作時(shí)間段或者發(fā)送時(shí)間段；若進(jìn)入每日接收指令時(shí)間段，則單片機(jī)控制通訊模塊接收指令，否則按原設(shè)定工作模式工作，當(dāng)通訊模塊在最短計(jì)時(shí)周期內(nèi)收到新指令，則改變工作模式，并按新設(shè)定工作模式工作，否則按原設(shè)定工作模式工作；若達(dá)到工作時(shí)間段，則單片機(jī)依次控制定位模塊和信息采集模塊采集數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)壓縮、存儲(chǔ)任務(wù)，然后依據(jù)工作模式所設(shè)定的發(fā)送時(shí)間，完成數(shù)據(jù)發(fā)送，否則讓系統(tǒng)休眠；若達(dá)到發(fā)送時(shí)間段，則由通訊模塊發(fā)送存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，然后清空存儲(chǔ)模塊中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，控制供電模塊讓系統(tǒng)休眠，否則直接控制供電模塊讓系統(tǒng)休眠。