一種經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及海洋通訊監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是一種經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo) 及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 伴隨定位及通訊技術(shù)的發(fā)展，利用拉格朗日法測(cè)量海流的海洋表層漂流浮標(biāo)發(fā)展 迅速，在精度、可靠性、適用范圍等方面都得到極大的提高，低廉的成本令其在海洋監(jiān)測(cè)領(lǐng) 域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，作為拋棄式海洋儀器，該類浮標(biāo)所依靠的定位系統(tǒng)主要有GPS、"北 斗"和ARGOS等，而其數(shù)據(jù)傳輸則依賴于岸基無(wú)線通訊和衛(wèi)星通訊，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)有ARGOS、 銀星、全球星和"北斗"等，其中北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國(guó)獨(dú)立研制開發(fā)的系統(tǒng)，有如下特 點(diǎn)；該系統(tǒng)兼具定位與通信功能，通信時(shí)間間隔可W很短，因?yàn)楸倍沸l(wèi)星是地球同步衛(wèi)星， 同時(shí)其終端可兼容其它定位系統(tǒng)；采用短報(bào)文模式通訊，傳輸速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、掉線率低， 并能及時(shí)反饋接收信息，保證數(shù)據(jù)傳輸成功率；自主研發(fā)，數(shù)據(jù)傳輸不經(jīng)其它服務(wù)器，保密 性強(qiáng)。
[0004] 現(xiàn)階段，北斗系統(tǒng)已覆蓋南北紳55°之間，東經(jīng)84°到160°的廣大區(qū)域，采用該 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)于保證浮標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸成功率、提高數(shù)據(jù)傳輸效率、維護(hù)我國(guó)近海海洋 權(quán)益具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種大范圍、高精度的經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮 標(biāo)及其使用方法，W解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo)，包括單片機(jī)、北斗模塊、定位模塊、溫度傳 感器、第一穩(wěn)壓電路模塊、第二穩(wěn)壓電路模塊、北斗電源控制器、供電模塊、預(yù)留串口和時(shí) 鐘，所述供電模塊的輸出端分別連接磁控開關(guān)和北斗電源控制器的1腳，磁控開關(guān)另一端 連接第一穩(wěn)壓電路模塊的1腳，第一穩(wěn)壓電路模塊的2腳接地，第一穩(wěn)壓電路模塊的3腳分 別連接單片機(jī)的電源端口和定位模塊的1腳，定位模塊的3腳接地，定位模塊的2腳連接單 片機(jī)的SER1端口，溫度傳感器連接單片機(jī)的第一I/O端口，溫度傳感器另一端接地，單片機(jī) 的SER3端口連接預(yù)留串口，單片機(jī)的SER0端口連接北斗模塊的2腳，北斗模塊的3腳接地， 定位模塊的4腳連接時(shí)鐘，北斗模塊的1腳連接第二穩(wěn)壓模塊的2腳，第二穩(wěn)壓模塊的3腳 接地，第二穩(wěn)壓模塊的1腳連接北斗電源控制器的2腳，北斗電源控制器的3腳連接單片機(jī) 的第二I/O端口。
[0007] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案；所述定位模塊、溫度傳感器采集數(shù)據(jù)與北斗天線發(fā) 送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)分離。
[000引所述經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo)的使用方法，具體步驟如下： (1) 經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo)由時(shí)鐘控制，若達(dá)到數(shù)據(jù)采集時(shí)間，則通過(guò)定 位模塊和溫度傳感器分別讀取相應(yīng)位置信息與水溫信息，讀取工作模式并將位置、水溫等 數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)格式添加報(bào)文標(biāo)示后壓縮存儲(chǔ)得到報(bào)文數(shù)據(jù)； (2) 所述定位模塊、溫度傳感器采集數(shù)據(jù)與北斗天線發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)分離，工作模式 設(shè)定為每采集一次數(shù)據(jù)發(fā)送一次或多次采集統(tǒng)一發(fā)送； (3) 根據(jù)工作模式判定是否達(dá)到數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間，若達(dá)到則給北斗通訊模塊加電，讀取北 斗自檢信息并按要求發(fā)送數(shù)據(jù)后系統(tǒng)休眠，否則將采集數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)后休眠； (4) 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)傳輸時(shí)次最多發(fā)送兩組報(bào)文數(shù)據(jù)，根據(jù)北斗短報(bào)文發(fā)送反饋功 能確定數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，若當(dāng)前數(shù)據(jù)未發(fā)送成功，則從未發(fā)送成功數(shù)據(jù)中，挑選采集時(shí)間 最新的一條補(bǔ)送，如成功，則從未發(fā)送成功數(shù)據(jù)中刪除； (5) 浮標(biāo)經(jīng)北斗模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)由陸基天線接收，浮標(biāo)與接收天線為多對(duì)一模式，將不 同浮標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間錯(cuò)開。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明充分利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文通信功能W及雙向通訊的特點(diǎn)，結(jié)合漂流 浮標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與發(fā)送的時(shí)間點(diǎn)分離、數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)等功能，W降低浮標(biāo)功 耗、提高數(shù)據(jù)接收成功率，且本發(fā)明經(jīng)同一陸基天線可錯(cuò)時(shí)接收和發(fā)送不同的浮標(biāo)的數(shù)據(jù)， 最大程度提高天線利用率，降低了成本，滿足了長(zhǎng)時(shí)間、大范圍、高精度海洋觀測(cè)的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明的工作流程框圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明中單片機(jī)的電路連接圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明中巧片U1的電路連接圖。
[0014] 圖5為本發(fā)明中巧片IC2的電路連接圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明中巧片IC4的電路連接圖。
[0016] 圖7為本發(fā)明中巧片U2的電路連接圖。
[0017] 圖8為本發(fā)明中巧片IC1的電路連接圖。
[001引圖9為本發(fā)明中溫度傳感器的電路連接圖。
[0019] 圖10為本發(fā)明中端子P2的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0021] 請(qǐng)參閱圖1-10, 一種經(jīng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通訊的海洋浮標(biāo)，包括單片機(jī)、北斗模 塊、定位模塊、溫度傳感器、第一穩(wěn)壓電路模塊、第二穩(wěn)壓電路模塊、北斗電源控制器、供電 模塊、預(yù)留串口和時(shí)鐘，所述供電模塊的輸出端分別連接磁控開關(guān)和北斗電源控制器的1 腳，磁控開關(guān)另一端連接第一穩(wěn)壓電路模塊的1腳，第一穩(wěn)壓電路模塊的2腳接地，第一穩(wěn) 壓電路模塊的3腳分別連接單片機(jī)的電源端口和定位模塊的1腳，定位模塊的3腳接地，定 位模塊的4腳連接時(shí)鐘，定位模塊的2腳連接單片機(jī)的SER1端口，溫度傳感器連接單片機(jī) 的第一I/O端口，溫度傳感器另一端接地，單片機(jī)的SER3端口連接預(yù)留串口，單片機(jī)的SERO端口連接北斗模塊的2腳，北斗模塊的3腳接地，北斗模塊的1腳連接第二穩(wěn)壓模塊的2腳， 第二穩(wěn)壓模塊的3腳接地，第二穩(wěn)壓模塊的1腳連接北斗電源控制器的2腳，北斗電源控制 器的3腳連接單片機(jī)的第二I/O端口。
[0022] 所述單片機(jī)為C8051F系列單片機(jī)，工作電壓范圍寬，具備極低的功耗，負(fù)責(zé)系統(tǒng) 時(shí)序的控制及指令發(fā)送；所述北斗模塊上設(shè)有北斗天線，北斗模塊的型號(hào)為FH-BI24,體積 小便于集成，具有北斗1C卡檢測(cè)、自檢、接收功率檢測(cè)等功能，北斗模塊與單片機(jī)之間采用 RS232的通訊方式進(jìn)行通訊；所述定位模塊包括GI^S傳感器和GI^S天線，定位模塊的型號(hào)為 LEA-5X，功耗較低，靈敏度高，定位精度為2. 5米，追中捕獲靈敏度為-160Db，并可W為時(shí)鐘 的校準(zhǔn)提供精確絕對(duì)時(shí)間；所述溫度傳感器的型號(hào)為18B