具有北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
1.
技術領域
[0001]該實用新型屬于海洋監(jiān)測技術領域，它涉及一種包含北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2.
【背景技術】
[0002]海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術已列入國家中長期科技發(fā)展綱要中要解決的前沿技術。由于海洋環(huán)境的復雜性以及存在著各種干擾因素，現(xiàn)階段所采用的浮標和潛標系統(tǒng)對采集到的監(jiān)測信息的處理存在著一定的時延。衛(wèi)星通信可以極大降低通信時延。傳感器網絡作為海洋環(huán)境立體監(jiān)測的重要技術單元之一，它的研究發(fā)展對提升海洋動力過程的實時立體監(jiān)測能力具有關鍵作用。海洋信息監(jiān)測類傳感器種類繁多，存在著很多問題，例如工作周期長、操作困難、集成和安裝步驟復雜等。因此，通過傳感器采集海洋監(jiān)測信息、衛(wèi)星傳輸監(jiān)測信息而構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可極大提高海洋信息監(jiān)測效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸與使用。
3.【實用新型內容】
[0003]本實用新型可以有效解決海上大量數(shù)據(jù)的采集與傳輸問題，提供了一種包含北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)多傳感器互聯(lián)與數(shù)據(jù)采集、控制中心對傳感器的實時控制、傳感器數(shù)據(jù)的實時發(fā)送，可以簡單、高效的完成海洋信息監(jiān)測系統(tǒng)的布放與數(shù)據(jù)采集。
[0004]該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由三部分組成:供電裝置、數(shù)據(jù)采集器和衛(wèi)星通信終端。
[0005]系統(tǒng)部件包括樹莓派微型電腦、供電控制器、采集器保護殼、水密接插件、RS-232標準數(shù)據(jù)線和北斗衛(wèi)星通信終端。
[0006]本實用新型的技術方案如下。
[0007]樹莓派微型電腦提供基本的運算與控制功能，負責接收來自北斗衛(wèi)星通信終端的指令并加以執(zhí)行，從而實現(xiàn)對多路傳感器的控制，獲取多路傳感器的數(shù)據(jù)，通過北斗衛(wèi)星通信終端將其發(fā)送給地面控制中心。
[0008]供電控制器可對原始供電進行變壓，實現(xiàn)對樹莓派微型電腦和北斗衛(wèi)星通信終端的兩路供電。
[0009]采集器保護殼為樹莓派微型電腦提供必要的防潮、防腐蝕、防靜電保護。
[0010]樹莓派微型電腦使用標準RS-232接口連接各種前端傳感器，從而實現(xiàn)對海洋信息的監(jiān)測。通過使用水密插接件，樹莓派微型電腦可與北斗衛(wèi)星通信終端可實現(xiàn)穿越密封艙體的通信。北斗衛(wèi)星通信終端可實現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的自動收發(fā)。
[0011]本實用新型具有以下特點:
[0012](1)通過樹莓派微型電腦與北斗衛(wèi)星通信終端相結合的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與無線通信。樹莓派微型電腦內置自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集與通信軟件，可通過多種通信方式與不同傳感器互聯(lián)。軟件簡單易用，只須完成必要的初始化操作就能通過岸上控制站實現(xiàn)對傳感器的實時控制，保證傳感器數(shù)據(jù)的實時通信與接收。
[0013](2)采用一體化的供電方案，使用一種電源就能同時為數(shù)據(jù)采集器與北斗衛(wèi)星通信終端供電。
[0014](3)集成簡單，易操作，實用性強。與其它數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，本實用新型各個組成部件的集成度較高，設備的運輸、組裝和船上操作方便，在較短時間內采用常規(guī)安裝方法即可完成設備的裝配，可用于多種情況下的遠洋試驗、監(jiān)測。
[0015](4)精選各個組成部件。水密插接件均為不銹鋼材質，采集器保護殼使用優(yōu)質的抗腐蝕材料，增強了設備的耐用性。
4.【附圖說明】:
[0016]圖1為本實用新型的結構圖；
[0017]圖2為本實用新型的功能流程圖。
5.【具體實施方式】:
[0018]圖1是本實用新型的結構圖，一種包含北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由供電裝置、數(shù)據(jù)采集器和衛(wèi)星通信終端三部分組成。其中供電裝置由供電控制器2、主供電線3、主供電插頭4、外接電源插座1組成；數(shù)據(jù)采集器由樹莓派微型電腦8、采集器保護殼9、SPI通信接口 7、I2C通信接口 6、RS-232通信接口 5、具有供電功能的RS-232通信線10、水密插座11組成；衛(wèi)星通信終端由北斗衛(wèi)星通信終端15、RS-232通信線插頭14、具有供電功能的RS-232通信線13和水密插頭12組成。
[0019]外接電源插座1可由直流電源供電，通過供電控制器2將電源分為兩路，其中一路通過主供電線7、主供電插頭8向樹莓派微型電腦1提供電源，另一路通過主供電線3、主供電插頭4、具有供電功能的RS-232通信線10、水密插座11、水密插頭12、具有供電功能的RS-232通信線13、RS-232通信線插頭14向北斗衛(wèi)星通信終端15提供電源。
[0020]樹莓派微型電腦8可通過SPI通信接口 7、I2C通信接口 6和RS-232通信接口 5與不同種類、不同通信方式的傳感器進行通信，將收集到的數(shù)據(jù)通過北斗衛(wèi)星通信終端15實時發(fā)送給地面控制中心。
[0021]樹莓派微型電腦8與北斗衛(wèi)星通信終端15之間使用具有供電功能的RS-232通信線10和13連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信?？紤]到海洋監(jiān)測的水密性，艙體16內外的接口使用的是水密插座11和水密插頭12。
[0022]圖2是本實用新型軟件的流程圖，當衛(wèi)星終端接收到來自岸上控制中心的操作指令，將自動喚醒數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器快速初始化系統(tǒng)配置文件，啟動傳感器控制軟件，控制軟件根據(jù)岸上控制中心發(fā)送來的指令決定對傳感器的操作方式，當傳感器完成所有工作任務后，傳感器的采樣數(shù)據(jù)通過北斗衛(wèi)星終端自動傳輸至岸站控制中心，數(shù)據(jù)采集器進入休眠狀態(tài)。用戶可以根據(jù)使用的傳感器類型來自定義配置文件，實現(xiàn)多傳感器的快速連接。
[0023]可實現(xiàn)的效果:(1)海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠洋實時通信，數(shù)據(jù)采集器能夠處理多種海洋信息數(shù)據(jù)；(2)可擴展連接多種通信方式的海洋測量傳感器；(3)系統(tǒng)防潮、防腐蝕等級較高，使用壽命長；(4)組裝簡單，易操作，可靠性強，有利于該實用新型的應用與普及。
【主權項】
1.一種包含北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，裝有采集器保護殼(9)的樹莓派微型電腦(8)，通過SPI通信接口(7)，I2C通信接口(6)和RS-232通信接口(5)構成可以與多種傳感器進行通信的數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與北斗衛(wèi)星通信終端(15)同時與具有供電功能的RS-232通信線(10)、水密插座(11)、水密插頭(12)、具有供電功能的RS-232通信線(13)、RS-232通信線插頭(14)相連接，外接電源插座(1)與供電控制器(2)通過主供電線⑶和主供電插頭⑷與數(shù)據(jù)采集器相連。2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集器由采集器保護殼(9)、樹莓派微型電腦⑶、SPI通信接口(7)、I2C通信接口(6)和RS-232通信接口(5)組成，以采集來自不同傳感器的海洋數(shù)據(jù)信息。3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，樹莓派微型電腦(8)使用自主研發(fā)的傳感器管理軟件，實現(xiàn)對多個傳感器的控制以及與對北斗衛(wèi)星通信終端(15)進行控制命令和數(shù)據(jù)的通信。4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，樹莓派微型電腦(8)與北斗衛(wèi)星通信終端(15)通過具有供電功能的RS-232通信線(13)和RS-232通信線插頭(14)進行通信。5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，北斗衛(wèi)星通信終端(15)可以自動接收來自岸站控制中心的實時操作命令，同時向岸站控制中心發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，供電裝置由外接電源插座(1)、供電控制器(2)、主供電線(3)和主供電插頭⑷構成。7.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，供電控制器(2)可接收來自外接電源插座(1)的供電并對其進行轉換，通過主供電線(3)與具有供電功能的RS-232通信線(10)和具有供電功能的RS-232通信線(13)分別向樹莓派微型電腦(8)和北斗衛(wèi)星通信終端(15)提供適配電源。
【專利摘要】本實用新型屬于海洋監(jiān)測技術領域，它涉及一種包含北斗衛(wèi)星通信功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)由樹莓派微型電腦、供電控制器、采集器保護殼、水密接插件、RS-232標準數(shù)據(jù)線、北斗衛(wèi)星通信終端構成。采用樹莓派微型電腦與北斗衛(wèi)星通信終端相結合的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與無線通信。樹莓派微型電腦內置自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集與通信軟件，可通過多種通信方式實現(xiàn)與不同傳感器互聯(lián)，操作簡單，整個系統(tǒng)只須完成必要的初始化操作便能通過岸上控制站實現(xiàn)對傳感器的實時控制。能有效解決多傳感器互聯(lián)的數(shù)據(jù)采集與遠洋通信問題，實現(xiàn)控制中心對傳感器的實時控制與傳感器數(shù)據(jù)的實時發(fā)送，簡單、高效的完成海洋監(jiān)測系統(tǒng)的布放與數(shù)據(jù)回收。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205028089
【申請?zhí)枴緾N201520676963
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島星光信息技術有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年9月2日