[實用新型]一種海洋資料浮標數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520623368.3
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN204965085U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 嚴奉娥
• 申請（專利權）人: 廣州睿海海洋科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 孔德超

技術領域

本實用新型屬于海洋觀測設備技術領域，具體涉及一種海洋資料浮標數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。

背景技術

海洋觀測是海洋科學的重要組成部分。通過海洋水文氣象的觀測,人們能夠全面、及時、準確地掌握海洋環(huán)境的變化規(guī)律以及人類活動對海洋環(huán)境的影響,為海洋科學研究、海洋工程建設、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護、航海安全保證、海洋災害預防提供了基礎資料和科學依據(jù),因而對此的研究有著極為重要的意義。由于海洋環(huán)境的高度復雜性，對于觀測技術提出了較高的要求。海洋定點錨系資料浮標因為其自動化程度高、可遠程監(jiān)控、連續(xù)觀測等優(yōu)點逐漸成為海洋觀測的重要手段之一。

我國的海洋資料浮標的研制始于1965在青島進行的全國海洋儀器大會戰(zhàn)，當時研制出了代號為H23的海洋資料浮標原理性樣機。1973年研制出了2H23海洋資料浮標并在海上試運行了20天。1976年,海洋資料浮標被列入國家大型關鍵產(chǎn)品研制計劃。1978年底HFB-1型海洋水文氣象遙測浮標站(簡稱I型浮標)研制成功并投入國家海洋局東海分局呂泗海洋站外海150km海域試運行。在這期間，還研制出了科浮1號、南浮1號資料浮標,并在不同海域上進行了試運行。II型浮標的研制始于1986年，現(xiàn)代化海洋資料浮標研制被列入國家“七五”重點科技攻關項目,即大型海洋資料浮標、大型深海海洋資料浮標和小型資料浮標，分別由山東省海洋儀器儀表所、中國科學院海洋研究所和國家海洋技術中心承擔。受當時的電子技術發(fā)展限制，該系統(tǒng)主控部分采用的是體型比較龐大的PC104單板機等作為浮標系統(tǒng)的自動控制與數(shù)據(jù)采集的核心。PC104單板機多是功能齊全的一中嵌入式系統(tǒng)，包含包括以太網(wǎng)、音頻、觸摸屏等多種硬件模塊，而大多數(shù)這些硬件模塊在海洋觀測中是用不到的，但這些用不上的硬件模塊同樣需要消耗電源和占據(jù)空間尺寸。以往實驗表明，PC104工控機在不掛載傳感器的控制狀態(tài)下功耗達到7W左右，這對以太陽能為唯一能源的海洋觀測等苛刻環(huán)境來說是很大負擔，正常日常情況尚可以維持正常工作，一旦出現(xiàn)臺風、暴雨等惡劣天氣數(shù)據(jù)采集器很快就會耗盡電池電量，停止工作。而這些極端海況下的海洋環(huán)境參數(shù)正式研究人員需要捕捉的。

近年來，隨著以Campbell為代表的商業(yè)化DataLogger的發(fā)展和廣范應用，也出現(xiàn)了以CR1000、CR3000等中央控制器的大型海洋資料浮標系統(tǒng)。但是這些產(chǎn)品化控制器數(shù)據(jù)對華技術壟斷，價格昂貴，傳感器接口都已定型。而且搭載的操作系統(tǒng)所支持的協(xié)議大多數(shù)為Campbell公司自己生產(chǎn)的氣象水文儀器，不方便用戶的擴展和定制化采樣需求。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種海洋資料浮標數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)采集控制器采用低功耗電子元器件，數(shù)據(jù)采集和處理時間之外均處在超低功耗睡眠模式，采集器自身功耗約為1.2W左右，極大延長了浮標在海洋中的監(jiān)測時間。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

一種海洋資料浮標數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，其包括：

數(shù)據(jù)采集器，安裝于浮標上，用于獲取海洋參數(shù)以及浮標位置；

數(shù)據(jù)采集控制器，用于接收所述數(shù)據(jù)采集器獲取的海洋參數(shù)和浮標位置數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集控制器為芯片MSP430；

通信模塊，用于將海洋參數(shù)和浮標位置數(shù)據(jù)傳送給遠端的監(jiān)控終端；

所述通信模塊的輸入端以及數(shù)據(jù)采集器的輸出端分別與芯片MSP430的第一UART口和第二UART口相連；

繼電器組件，用于控制數(shù)據(jù)采集控制器以及通信模塊的工作與否；

供電單元，用于為所述數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集控制器、通信模塊以及繼電器組件供電。

所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端與芯片MSP430的第二UART口之間還連接一串口擴展電路，所述數(shù)據(jù)采集器包括GPS接收機、剖面流速儀、波浪傳感器、自動氣象站以及溫鹽深儀，所述GPS接收機、剖面流速儀、波浪傳感器、自動氣象站以及溫鹽深儀的輸出端均通過該串口擴展電路與芯片MSP430的第二UART口相連。