一種表層漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能夠進(jìn)行覆蓋大部分海洋領(lǐng)域探測的儀器，特別是一種可監(jiān)測海洋次表層海流及其流路的表層漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]表層漂流浮標(biāo)(以下簡稱浮標(biāo))是一種隨流漂移、利用Argos衛(wèi)星系統(tǒng)定位、具有數(shù)據(jù)實時傳輸功能的海洋儀器，浮標(biāo)裝載溫度傳感器來獲取表層水溫，用拉格朗日法大尺度測量表層流速和跟蹤海流走向，并由此分析觀測海域海流及水體表層溫度的分布特征，進(jìn)一步認(rèn)識和了解對觀測海域的表層海流及其流路等。
[0003]在發(fā)達(dá)國家，表層漂流浮標(biāo)早在二十世紀(jì)八十年代就已廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品也已是多種形式，多種用途，如:SVP浮標(biāo)(測表層溫度和拉格朗日測流)、SVP-BP浮標(biāo)(除了測表層溫度和拉格朗日測流外，還可測氣壓)、WSD浮標(biāo)(測風(fēng)速、風(fēng)向)、CODE浮標(biāo)(適用于近岸觀測，測表層溫度和拉格朗日測流)、ADOS浮標(biāo)(拉格朗日測流、帶溫度鏈)等。
[0004]國內(nèi)表層漂流浮標(biāo)的使用已開始逐年增多，2000年以前主要依靠進(jìn)口。2000年以后，在我國部分科研工作者的努力下，適合我國國情的海洋監(jiān)測設(shè)備逐步投入使用，但是通過實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有浮標(biāo)設(shè)備具有功能單一、電能損耗大的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種可控制浮標(biāo)按照一定的時間間隔采集海洋表層水溫；采集浮標(biāo)的位置信息；采集浮標(biāo)的浸沒狀態(tài)；當(dāng)Argos衛(wèi)星過頂時，浮標(biāo)通過Argos衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位與數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋韺痈?biāo)數(shù)據(jù)采集控制器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制器，技術(shù)方案為:
[0007]一種表層漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制器，包括:
[0008]電源單元，用于給浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集控制器提供工作電源；
[0009]數(shù)據(jù)控制采集單元，所述數(shù)據(jù)控制采集單元包括第一數(shù)據(jù)控制采集電路、第二數(shù)據(jù)控制采集電路、以及第三數(shù)據(jù)控制采集電路；其中:第一數(shù)據(jù)控制采集電路與Argos通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；第二數(shù)據(jù)控制采集電路與GPS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；第三數(shù)據(jù)控制采集電路與浸沒傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
[0010]數(shù)據(jù)采集單元，用于測量溫度信號、浮標(biāo)浸沒狀態(tài)和電源電壓信號；所述數(shù)據(jù)采集單元包括Α/D轉(zhuǎn)換電路；
[0011]實時時鐘單元，用于提供浮標(biāo)時鐘數(shù)據(jù)；所述實時時鐘單元為實時時鐘電路；
[0012]數(shù)據(jù)存貯單元，用于浮標(biāo)數(shù)據(jù)存儲；所述數(shù)據(jù)存貯單元為數(shù)據(jù)存貯電路；
[0013]晶振單元，用于為浮標(biāo)中央處理器提供時鐘信號；所述晶振單元為起振電路；
[0014]以及中央處理器；其中:
[0015]所述中央處理器分別與電源單元、數(shù)據(jù)控制采集單元、數(shù)據(jù)采集單元、實時時鐘單元、數(shù)據(jù)存IC單元、晶振單元電連接。
[0016]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，本發(fā)明還采用了如下的技術(shù)方案:
[0017]所述電源單元包括MOS管(Ql)、額定電阻(Rl、R18)、二極管(Dl)、額定電容(C4、C7、C8、CR2、CR3、CR4、CR6)、電源轉(zhuǎn)換器(IC2)、接口 (Jl);所述額定電阻(Rl)串聯(lián)于地(GND)和MOS管(Ql)柵極之間，二極管(Dl)串聯(lián)于MOS管(Ql)源極和接口 (Jl)之間，額定電容串聯(lián)于MOS管(Ql)源極和地(GND)之間，額定電阻(CR3、C4)串聯(lián)于MOS管(Ql)漏級和地(GND)之間，額定電阻(R18)串聯(lián)于MOS管(Ql)漏級和電源轉(zhuǎn)換器(IC2)輸入端之間，額定電阻(CR4)串聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器(IC2)輸入端和地(GND)之間，額定電容(C7、C8和CR6)串聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器(IC2)輸出端和地(GND)之間，電源轉(zhuǎn)換器(IC2)輸出端為電源電壓(VCC) ο
[0018]所述第一數(shù)據(jù)控制采集電路包括額定電阻(R37、R40)、多路開關(guān)電路(IC5)、額定電阻(R43、R51)、光電隔離器(IC9)、額定電阻(R2、R17)、MOS管(Q2)、額定電容(CR5);所述中央處理器的輸出端(RC6)和輸入端(RC7)分別與多路開關(guān)電路(X、Y)連接，中央處理器的輸出端(RD3、RD2、RDl)分別與多路開關(guān)電路(INH、A、B)連接，并通過多路開關(guān)電路(INH、A、B)選擇多路開關(guān)中的一路開關(guān)；其中:多路開關(guān)電路(RX0、ΤΧ0)分別與額定電阻(R43、R51) —端連接，額定電阻(R43、R51)另一端與接口(J6)連接；中央處理器的輸出端(RDO)與光電隔離器(IC9)的輸入端發(fā)光二極管陰極連接，額定電阻(R2)連接于光電隔離器(IC9)的輸入側(cè)發(fā)光二極管陽極和電源電壓(VCC)，光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陰極接地(GND)，額定電阻(R17)連接于光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陽極和供電電壓(Vdd)，光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陽極與MOS管(Q2)柵極連接，MOS管(Q2)源極與供電電壓(Vdd)連接，MOS管(Q2)漏級輸出端為Argos通訊模塊電源電壓(Data power)，額定電容(CR5)連接于MOS管(Q2)漏級輸出和地(GND)之間。
[0019]所述第二數(shù)據(jù)控制采集電路包括額定電阻(R37、R40)、多路開關(guān)電路(IC5)、電源轉(zhuǎn)換器(IC3、IC4)、額定電阻(R45、R53)、光電隔離器(IC9)、額定電阻(R2、R17)、MOS管(Q2)、額定電容(CR5、CR7、C9、CR9、Cll);中央處理器的輸出端(RC6)和輸入端(RC7)分別與多路開關(guān)電路(X、Y)連接，中央處理器的輸出端(RD3、RD2、RDl)分別與多路開關(guān)電路(INH、A、B)連接，并通過多路開關(guān)電路(INH、A、B)選擇多路開關(guān)中的一路開關(guān)；其中多路開關(guān)電路(RXUTXl)分別與額定電阻(R45、R53) —端連接，額定電阻(R45、R53)另一端與接口(J7)連接；中央處理器的輸出端(RDO)與光電隔離器(IC9)的輸入端發(fā)光二極管陰極連接，額定電阻(R2)連接于光電隔離器(IC9)的輸入側(cè)發(fā)光二極管陽極和電源電壓(VCC)，光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陰極接地(GND)，額定電阻(R17)連接于光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陽極和供電電壓(Vdd)，光電隔離器(IC9)的輸出端二極管陽極與MOS管(Q2)柵極連接，MOS管(Q2)源極與供電電壓(Vdd)連接，MOS管(Q2)漏級輸出端(Data power)與電源轉(zhuǎn)換器(IC3)輸入端連接，電源轉(zhuǎn)換器(IC3)輸出端(5V)與電源轉(zhuǎn)換器(IC4)輸入端連接，電源轉(zhuǎn)換器(IC4)輸出端為GPS電源電壓(3.3V)，額定電容(CR5)連接于MOS管(Q2)漏級輸出和地(GND)之間，額定電容(CR7)連接于電源轉(zhuǎn)換器(IC3)輸出端(5V)和地(GND)之間，額定電容(C9、CR9、C11)連接于電源轉(zhuǎn)換器(IC4)輸出端(3.3V)和地(GND)之間。
[0020]所述第三數(shù)據(jù)控制采集電路包括額定電阻(R37、R40)、多路開關(guān)電路(IC5)、電平變換電路(IC8)、電源轉(zhuǎn)換器(IC3、IC4)、額定電阻(R50、R58、R64、R66)、額定電容(CR10、CR12、CR14、CR16、C12)、光電隔離器(IC9)、額定電阻(R2、R17)、MOS管(Q2)、額定電容(CR5、CR7、C9、CR9、C11)，中央處理器的輸出端(RC6)和輸入端(RC7)分別與多路開關(guān)電路(X、Y)連接，中央處理器的輸出端(RD3、RD2、RD1)分別與多路開關(guān)電路(INH、A、B)連接，并通過多路開關(guān)電路(INH、A、B)選擇多路開關(guān)中的一路開關(guān)；其中:多路開關(guān)電路(RX3、TX3)分別與額定電阻(R50、R58) 一端連接，額定電阻(R50、R58)另一端分別與電平變換電路(IC8)的輸出端(9)和輸入端(10)連接。
[0021]所述數(shù)據(jù)采集單元包括Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)、額定電阻(R41、R38、R39)、額定電容(CR8和C10)和接口 (J2);中央處理器輸出端(RAl)與Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)輸入端(DIN)連接，中央處理器輸入端(RA3)與Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)輸出端(DOUT)連接，中央處理器(RAO)與Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)時鐘端(SCLK)連接，中央處理器輸入端(RA2)與Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)狀態(tài)端(SSTRB)連接；額定電阻(R38)和額定電阻(R39)串聯(lián)在一起，額定電阻(R38)和額定電阻(R39)的兩端分別與供電電壓(Vdd)和地(GND)連接，額定電阻(R41)串聯(lián)于A/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)的輸入端(CH6)和額定電阻(R39) —端，額定電容(CR8)串聯(lián)于Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)輸出端(11)和地(GND)之間，額定電容(ClO)串聯(lián)于Α/D轉(zhuǎn)換電路(IC6)輸出端(12)和地(GND)之間。
[0022]所述實時時鐘單元包括時鐘電路(IClO)、晶振(CRY3)、額定電容(C14、C15)、二極管(D2、D3)和后備電池(BI);晶振(CRY3)在時鐘電路(IClO)輸入端(1,2)之間，額定電容(C14)在時鐘電路(IClO)輸入端⑴和地(GND)之間，時鐘電路(IClO)輸入端(6)與中央處理器的輸出端(SCL)連接