海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及海洋環(huán)境檢測技術領域，特別涉及一種海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]廣闊的海洋以其占地98%的水體成為全球生態(tài)圈的重要組成部分，海洋資源的儲藏量不可估量，我國是世界上人口最多的沿海國家，海洋開發(fā)已經(jīng)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略，對海洋資源的開發(fā)離不開科技支持，海洋開發(fā)與陸地上的開發(fā)不同，其特殊的環(huán)境對開發(fā)的影響很大，海洋資源開發(fā)很大程度上依賴于海洋環(huán)境的保障，我們必須對開發(fā)區(qū)域的海洋環(huán)境了如指掌，并且需要時刻獲取海洋環(huán)境場的溫度、鹽度和密度等等參數(shù)，因此建立海洋環(huán)境場信息系統(tǒng)具有十分重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術中，通常采用的是能夠測量海洋環(huán)境參數(shù)的單點測量方法，該方法缺陷在于:無法適用于大范圍的環(huán)境參數(shù)，以及無法獲取獲取一定范圍內(nèi)海洋環(huán)境平均參數(shù)，因而單點測量法具有嚴重的局限性。
[0004]此外，海洋聲層析技術是實現(xiàn)海洋環(huán)境參數(shù)檢測的一種有效方法，其是指利用聲學方法在大范圍海域測量海洋動力特性的一種遙感技術，海洋層析測量時，在所測量的水域周圍，布設若干個水聲發(fā)射和接收換能器，一些換能器發(fā)射聲信號，另一些接收聲信號，并精確測量聲波的傳播時間，計算聲波傳播的速度，獲取海水的溫度、鹽度、密度、流向和流速等參數(shù)，但是目前大部分海洋聲層析技術還處于研究階段，由于設備復雜度、平臺搭建難度過高而無法投入實際使用。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人特別研制出一種能夠利用較少的儀器實現(xiàn)大范圍的海洋參數(shù)檢測，能夠遠距離數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制的海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)，能夠利用較少的儀器實現(xiàn)大范圍的海洋環(huán)境場的平均參數(shù)檢測，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離傳輸和檢測系統(tǒng)的遠程控制。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0008]海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)，包括遠程控制裝置、無線傳輸裝置和多個環(huán)境檢測裝置，遠程控制裝置通過無線傳輸裝置分別與多個環(huán)境檢測裝置無線連接，所述環(huán)境檢測裝置包括數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置和電源，聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置分別與數(shù)據(jù)處理器連接，電源分別與數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置和GPS定位裝置連接；
[0009]所述無線傳輸裝置包括一個中心節(jié)點、多個路由節(jié)點和多個終端節(jié)點，中心節(jié)點與遠程控制通過串口連接，中心節(jié)點與路由節(jié)點無線，每個路由節(jié)點與多個終端節(jié)點無線連接，每個路由節(jié)點與多個終端節(jié)點構(gòu)成無線傳輸基層群組，該多個終端節(jié)點之間皆處于聲波信號的傳輸范圍內(nèi)；
[0010]所述中心節(jié)點和路由節(jié)點均為433MHz無線透傳模塊，所述終端節(jié)點由433MHz無線透傳模塊和環(huán)境檢測裝置組成，終端節(jié)點的433MHz無線透傳模塊與環(huán)境檢測系統(tǒng)之間通過串口連接。
[0011]所述遠程控制裝置包括控制中心、WIFI模塊和串口模塊，控制中心分別與WIFI模塊和串口模塊連接，串口模塊還與中心節(jié)點連接。
[0012]所述控制中心可以是計算機、控制器或平板電腦。
[0013]所述電源為太陽能蓄電池。
[0014]所述聲波信號發(fā)射裝置包括依次連接的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、輸出功率放大電路和換能器，聲波信號采集裝置包括依次連接的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、輸入功率放大電路、濾波器和水聽器，所述數(shù)據(jù)處理器為CorteX-M3內(nèi)核處理器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器分別與Cortex-M3內(nèi)核處理器連接。
[0015]采用上述技術方案后，本實用新型的工作原理如下:
[0016]在所要檢測海洋環(huán)境場中部署無線傳輸基層群組，遠程控制裝置通過無線傳輸裝置控制著每個終端節(jié)點環(huán)境檢測裝置的工作，無線傳輸基層群組的各個環(huán)境檢測裝置依次進行聲波信號的相互收發(fā)；
[0017]在一個無線傳輸基層群組中，當其中一個環(huán)境檢測裝置發(fā)射聲波信號時，其為發(fā)射站；該無線傳輸基層群組中的其他的環(huán)境檢測裝置皆處于接收狀態(tài)，則除發(fā)射站外的環(huán)境檢測裝置為接收站；
[0018]在發(fā)射站中:環(huán)境檢測裝置的數(shù)據(jù)處理器生成數(shù)字信號并將該數(shù)字信號發(fā)送至信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，又將該模擬信號轉(zhuǎn)換為聲波信號，最后發(fā)射該聲波信號，同時GPS定位裝置以一定的頻率向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送時間信號和位置信號，數(shù)據(jù)處理器將聲波信號的發(fā)射時間和發(fā)射站地址以數(shù)據(jù)包的形式存儲，最后數(shù)據(jù)處理器將數(shù)據(jù)包依次通過終端節(jié)點、路由節(jié)點和中心節(jié)點的433MHz無線透傳模塊上傳至遠程控制系統(tǒng)；
[0019]在接收站中:數(shù)據(jù)采集裝置接收聲波信號，將該聲波信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，又將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器，同時GPS定位裝置以一定的頻率向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送時間信號和位置信號，數(shù)據(jù)處理器將聲波信號的接收時間和接收站地址以數(shù)據(jù)包的形式存儲，最后數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)包依次通過終端節(jié)點、路由節(jié)點和中心節(jié)點的433MHz無線透傳模塊上傳至遠程控制系統(tǒng)；
[0020]遠程控制裝置根據(jù)數(shù)據(jù)包中的聲波信號發(fā)射時間、接收時間、發(fā)射站序號和接收站序號得出兩個終端節(jié)點之間的聲波信號傳播時間及傳播速度，最終得到海水的參數(shù)包括溫度、鹽度、密度、流向和流速，對一個無線傳輸基層群組所有采集的數(shù)據(jù)進行處理后得出海洋環(huán)境場的平均參數(shù)。
[0021]本實用新型的有益效果為:本實用新型將環(huán)境檢測裝置與無線傳輸裝置相結(jié)合，實現(xiàn)大范圍海洋數(shù)據(jù)采集和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫結(jié)合，而環(huán)境檢測裝置由遠程控制裝置通過無線傳輸裝置進行控制，所采集的數(shù)據(jù)具有時效性、規(guī)模性和高精準度，整個系統(tǒng)運行高效，操作便捷，本實用新型還將海洋聲層析技術應用到海洋開發(fā)中，通過無線通信的方式，實時地獲取海洋環(huán)境場的參數(shù)，而且部署較少的環(huán)境檢測裝置，就能實現(xiàn)大范圍的海洋環(huán)境場的平均參數(shù)檢測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，為海航開發(fā)提供了重要的數(shù)據(jù)參考，應用價值極高。
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型環(huán)境檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型無線傳輸裝置中各個433MHz無線透傳模塊分布圖；
[0026]圖4是本實用新型一個無線傳輸基層群組的各個環(huán)境檢測系統(tǒng)聲波信號傳輸示意圖；
[0027]圖5是環(huán)境檢測裝置在海洋的安裝示意圖。
[0028]標號說明。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，本實用新型揭示的海洋環(huán)境場遠程檢測系統(tǒng)，包括遠程控制裝置、無線傳輸裝置和多個環(huán)境檢測裝置，遠程控制裝置通過無線傳輸裝置分別與多個環(huán)境檢測裝置無線連接，所述環(huán)境檢測裝置包括數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置和電源，聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置分別與數(shù)據(jù)處理器連接，電源分別與數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置和GPS定位裝置連接，本實施例中，電源為環(huán)保節(jié)能的太陽能蓄電池。
[0030]無線傳輸裝置包括一個中心節(jié)點、多個路由節(jié)點和多個終端節(jié)點，中心節(jié)點與遠程控制通過串口連接，中心節(jié)點與路由節(jié)點無線，每個路由節(jié)點與多個終端節(jié)點無線連接，每個路由節(jié)