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專利名稱：一種有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的海岸帶和近海的水文環(huán)境調(diào)查中，海流是一個(gè)關(guān)鍵水文要素。海流觀測(cè)資料是海域工程設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所有的海岸海洋工程項(xiàng)目都要進(jìn)行海流觀測(cè)。目前海岸海洋工程項(xiàng)目的海流觀測(cè)一般是用GPS尋找測(cè)量站位，找到站位后錨定測(cè)量船，使用SLC9-2、RCM7等海流計(jì)，通過人工控制鋼纜長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)表層(自然海面下1m)、中層(0.6H)和底層(距海底1.5m)的多層次、多站位海流準(zhǔn)同步觀測(cè)。它存在下列問題惡劣海況下鋼纜嚴(yán)重漂移，造成層次不準(zhǔn)確；海上工作艱苦，在大風(fēng)大浪時(shí)疲憊不堪的觀測(cè)人員往往沒有注意到測(cè)量船跑錨引起的站位誤差(特別在夜間)。層次和站位的過失誤差給觀測(cè)資料的分析處理帶來很大的困難，影響到海岸海洋工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)對(duì)海流觀測(cè)數(shù)據(jù)及其觀測(cè)層次和站位的實(shí)時(shí)同步存儲(chǔ)、顯示和遠(yuǎn)傳，能有效地提高海流觀測(cè)層次和觀測(cè)站位的準(zhǔn)確性的具有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流測(cè)量?jī)x器。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是將壓力傳感器、GPS接收模塊、通信模塊、LCD顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等集成到海流觀測(cè)儀器中，儀器包括水下部分和水上部分，水下部分和水上部分之間用水密電纜連接。所說的水下部分由壓力傳感器、電子羅盤、雙軸電磁海流傳感器、RS485接口、串口擴(kuò)展電路、單片機(jī)和電源電路組成；所說的水上部分由GPS模塊、通信模塊、LCD顯示器、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口、RS485接口、串口擴(kuò)展電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電源電路組成；在水下部分，用以測(cè)量海流傳感器所在的深度的壓力傳感器與單片機(jī)連接，用以測(cè)量海流流向的電子羅盤和用以測(cè)量海流流速的雙軸電磁海流傳感器通過串口擴(kuò)展電路與單片機(jī)連接，經(jīng)單片機(jī)處理的深度、流向和流速數(shù)據(jù)由單片機(jī)經(jīng)RS485接口以總線方式通過水密電纜傳輸?shù)剿喜糠值腞S485接口，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；在水上部分，用以同步測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度的GPS模塊、傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)的通信模塊、LCD顯示器、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口和RS485接口通過串口擴(kuò)展電路與單片機(jī)連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘分別與單片機(jī)的相應(yīng)端口連接；水下部分的電源電路和水上部分的電源電路分別為水下部分和水上部分提供電源。
儀器工作時(shí)，水下部分的單片機(jī)控制雙軸電磁海流傳感器分別測(cè)量X、Y兩維的流速，計(jì)算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用電子羅盤測(cè)量到的儀器方位角與流向進(jìn)行合成，得到海流的真實(shí)流向；壓力傳感器測(cè)量海流傳感器所在的深度。流速、流向和深度的數(shù)據(jù)以RS485總線的方式通過水密電纜傳輸?shù)剿喜糠值膯纹瑱C(jī)，該單片機(jī)將GPS模塊同步測(cè)量到的觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度的站位數(shù)據(jù)以及流速、流向和深度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，并在LCD顯示器上顯示、送到通信模塊調(diào)制發(fā)射。水上部分可以安裝在浮標(biāo)或測(cè)量船上。
本實(shí)用新型由于采用壓力傳感器同步測(cè)量海流傳感器所在深度、用GPS模塊同步測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度，可以保證觀測(cè)層次和站位的準(zhǔn)確性；用通信模塊傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海流的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)觀測(cè)。利用公共無(wú)線通訊網(wǎng)傳輸實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，具有信息傳輸區(qū)域大、受環(huán)境影響小、可隨意分布和移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流計(jì)的電路總體框圖；圖2為本實(shí)用新型海流計(jì)的水下部分的一種具體實(shí)施電路圖；圖3為本實(shí)用新型海流計(jì)的水上部分的一種具體實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1、2、3對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明如附圖1所示，本實(shí)施方案包括水下部分1和水上部分2，水下部分的電路圖如附圖2所示，水上部分的電路圖如附圖3所示，水上部分可以安裝在浮標(biāo)或測(cè)量船上，通過水密電纜A以RS485總線的方式與水下部分連接。水下部分的單片機(jī)1.7通過串口擴(kuò)展電路1.6分別控制雙軸電磁海流傳感器1.4、電子羅盤1.3和RS485接口1.5，雙軸電磁海流傳感器1.4分別測(cè)量X、Y兩維的流速，計(jì)算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用電子羅盤1.3測(cè)量到的儀器方位角與流向進(jìn)行合成，得到海流的真實(shí)流向；壓力傳感器1.2測(cè)量海流傳感器所在的深度。流速、流向和深度的數(shù)據(jù)經(jīng)RS485接口1.5通過水密電纜A傳輸?shù)剿喜糠值腞S485接口2.5。單片機(jī)2.8通過串口擴(kuò)展電路2.7分別控制RS485接口2.5接收水下部分的測(cè)量數(shù)據(jù)；控制GPS模塊2.2采集觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度；將觀測(cè)數(shù)據(jù)送到通信模塊2.3調(diào)制發(fā)射；將觀測(cè)數(shù)據(jù)送到LCD顯示器2.4顯示；同時(shí)也將觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.9中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘2.10提供定時(shí)觀測(cè)的時(shí)間基準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)RS232接口2.6提供了通過計(jì)算機(jī)對(duì)海流計(jì)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)下載的接口，電源電路1.1提供了水下部分的電源，電源電路2.1提供了水上部分的電源。
水下部分電路如附圖2所示，電源電路1.1采用4節(jié)3.6V鋰電池通過二極管D1～D4降壓成3.3V后并聯(lián)供給雙軸電磁海流傳感器1.4、RS485接口1.5、串口擴(kuò)展電路1.6和單片機(jī)1.7，通過REG710集成電路將3.3V電壓轉(zhuǎn)換成5.0V供給電子羅盤1.3，通過MAX860集成電路將3.3V電壓轉(zhuǎn)換成6.6V供給壓力傳感器1.2；壓力傳感器1.2采用2100A型壓力傳感器；電子羅盤1.3采用HMR3300型電子羅盤；雙軸電磁海流傳感器1.4采用ALEC電磁海流傳感器；RS485接口1.5采用SN65HVD10D集成電路；串口擴(kuò)展電路1.6采用GM8123-I集成電路；單片機(jī)1.7采用89LV52。
水上部分電路如附圖3所示，電源電路2.1采用6V蓄電池通過TPS76750穩(wěn)壓成5.0V以供給通信模塊2.3、通過TPS76733穩(wěn)壓成3.3V以供給水上部分的其他電路；GPS模塊2.2采用GSU-36接收模塊；通信模塊2.3采用AT-100GPRS模塊；LCD顯示器2.4采用EDMC002A液晶顯示器；RS485接口2.5采用SN65HVD10D集成電路；標(biāo)準(zhǔn)RS232接口2.6采用MAX3221集成電路；串口擴(kuò)展電路2.7采用GM8125-I集成電路；單片機(jī)2.8采用89LV52；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.9采用KM29U128T集成電路；實(shí)時(shí)時(shí)鐘2.10采用DS12887-3集成電路。
權(quán)利要求1.一種有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流計(jì)，包括水下部分和水上部分，其特征在于所說的水下部分由壓力傳感器(1.2)、電子羅盤(1.3)、雙軸電磁海流傳感器(！.4)、RS485接口(1.5)、串口擴(kuò)展電路(1.6)、單片機(jī)(1.7)和電源電路(1.1)組成；所說的水上部分由GPS模塊(2.2)、通信模塊(2.3)、LCD顯示器(2.4)、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口(2.6)、RS485接口(2.5)、串口擴(kuò)展電路(2.7)、單片機(jī)(2.8)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(2.9)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(2.10)和電源電路(2.1)組成；在水下部分，用以測(cè)量海流傳感器所在的深度的壓力傳感器(1.2)與單片機(jī)(1.7)連接，用以測(cè)量海流流向的電子羅盤(1.3)和用以測(cè)量海流流速的雙軸電磁海流傳感器(！.4)通過串口擴(kuò)展電路(1.6)與單片機(jī)(1.7)連接，經(jīng)單片機(jī)(1.7)處理的深度、流向和流速數(shù)據(jù)由單片機(jī)經(jīng)RS485接口(1.5)以總線方式通過水密電纜傳輸?shù)剿喜糠值腞S485接口(2.5)，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(2.9)；在水上部分，用以同步測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)經(jīng)緯度的GPS模塊(2.2)、傳輸觀測(cè)數(shù)據(jù)的通信模塊(2.3)、LCD顯示器(2.4)、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口(2.6)和RS485接口(2.5)通過串口擴(kuò)展電路(2.7)與單片機(jī)(2.8)連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(2.9)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘(2.10)分別與單片機(jī)(2.8)的相應(yīng)端口連接；電源電路(1.1)和(2.1)分別為水下部分和水上部分提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流計(jì)，其特征在于所說的壓力傳感器(1.2)采用2100A型壓力傳感器；所說的電子羅盤(1.3)采用HMR3300型電子羅盤；所說的雙軸電磁海流傳感器(！.4)采用ALEC電磁海流傳感器；所說的GPS模塊(2.2)采用GSU-36型GPS接收模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種集成有站位、深度測(cè)量和無(wú)線通信功能的海流測(cè)量?jī)x。其技術(shù)方案是水下部分的單片機(jī)控制雙軸電磁海流傳感器分別測(cè)量X、Y兩維的流速，計(jì)算得到其合成流速
文檔編號(hào)G01F23/14GK2751309SQ20042010279
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者龍小敏, 蔡樹群, 王盛安, 姚小桂 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所