一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备技术方案

本实用新型专利技术涉及水文气象领域，更具体地，涉及一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备。其包括嵌入式处理器、与嵌入式处理器连接的供电系统、和分别与嵌入式处理器、供电系统连接的温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、无线通信装置、GPS装置。本实用新型专利技术的嵌入式采集设备集成了温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器，通过嵌入式处理可以自动化定时采集海洋的温度、紫外线、湿度、气压、风速等数据，并通过GPS装置对所采集的数据进行地理位置定位，然后通过无线通信装置将数据传输到远端，实现了海洋数据的定时自动化监测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水文气象领域，更具体地，涉及一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备。
技术介绍
21世纪是海洋的世纪，未来海洋的开发利用及防护将进入一个突发猛进的新时期，特别是国家提出了海洋强国的战略以后，越来越多的人重视海洋经济。而要对海洋进行开发，就必须对海洋有充分的认识，充分的了解。海洋科学是一门以实验科学为主的学科，调查和观测是研究海洋的常规手段，没有充分的现场观测数据，就难以取得理论上的研究成果。随着浮标技术的发展，在对海洋观测的问题上，很好的解决了海洋环境复杂多变，开发难度大，风险高，周期长，资金昂贵等问题。监测浮标是海洋调查中非常重要的一种技术装备，它是一种具有在海洋环境条件下，实现无人值守、长期、连续、同步、自动地稳定可靠地对海洋环境诸要素数据进行自动采集、自动发送全面综合监测的特点。它们是海洋观测站在空间上的延伸，是调查船在时间上的连续。与遥感卫星互相配合，覆盖全球立体式的监测着整个海洋。当前，浮标监测在海洋事业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的浮标监测平台来看，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距，国外浮标监测系统正朝着高精度智能化、自动化等方面快速发展。目前我国在这方面的总体技术水平还处于20世纪80年代中后期水平。适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表国内技术还不是十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种能定时自动采集海洋水文参数的用于浮标监测系统的嵌入式采集设备。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，包括嵌入式处理器、与嵌入式处理器连接的供电系统、和分别与嵌入式处理器、供电系统连接的温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、无线通信装置、GPS装置。上述方案中，所述嵌入式处理器为ARM7 -LPC2138处理器。上述方案中，所述温度传感器为带防水封装结构的DS18B20芯片，ARM7 -LPC2138的GPIO口与DS18B20芯的DQ引脚连接，ARM7 -LPC2138的GPIO口还通过电阻R1与电源连接，DS18B20芯片的VCC引脚与电源连接，DS18B20芯片与ARM7 -LPC2138共地。上述方案中，所述GPS装置为SIRF2e/LP芯片模块。上述方案中，所述气压传感器为BMP085压力传感器，BMP085压力传感器通过I2C总线与ARM7 -LPC2138连接。上述方案中，所述湿度传感器为DHT21数字温湿度传感器。上述方案中，风速传感器为三杯式脉冲输出型风速传感器。上述方案中，所述紫外线传感器为UVM-30A紫外线传感器，UVM-30A紫外线传感器通过AD转换模块与ARM7 -LPC2138连接。上述方案中，所述供电系统包括电压管理电路和与电压管理电路连接的太阳能电池、蓄电池，电压管理电路与ARM7 -LPC2138连接。上述方案中，所述无线通信装置为CDMA无线模块。与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果是：本技术的嵌入式采集设备集成了温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器，通过嵌入式处理可以自动化定时采集海洋的温度、紫外线、湿度、气压、风速等数据，并通过GPS装置对所采集的数据进行地理位置定位，然后通过无线通信装置将数据传输到远端，实现了海洋数据的定时自动化监测。附图说明图1为本技术一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备的架构图。图2为本技术一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备具体实施例中温度传感器和嵌入式处理器的具体电路连接图。图3为本技术一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备具体实施例中无线通信装置和嵌入式处理器的具体电路连接图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“ 内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术的具体含义。下面结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1所示，为本技术一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备的架构图。参见图1，本具体实施例一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备具体包括嵌入式处理器1、与嵌入式处理器1连接的供电系统、和分别与嵌入式处理器1、供电系统连接的温度传感器2、紫外线传感器3、湿度传感器4、气压传感器5、风速传感器6、无线通信装置7、GPS装置8。其中，本技术的嵌入式采集设备主要的任务是定时的采集水文环境数据，获取时间与坐标，同时也要把处理好的数据通过网络发送到服务器。基于以上需求需要，嵌入式处理器1可以采用飞利浦的ARM7 -LPC2138。LPC2138是一款低功耗高性能芯片，可以支持空闲模式和掉电模式。芯片上有RTC，能为系统提供实时时钟，同时该芯片有众多IO口和多个串口、SPI接口和I2C接口，满足了各模块和传感器的接口要求。其中，温度的测量一般都是通过热敏电阻，电阻的电阻值会随着温度的变化而变化。根据电阻随温度的变化从而得到出温度的变化。传统的测温系统采用模拟传感器，在远距离的传输中需要很好的解决引线误差补偿问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。而且大多数测量现场的电磁环境恶劣，干扰信号强，模拟信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。特别是考虑到实际中的应用是在水面上，因此，本技术采用的是带防水封装的数字温度传感器DS18B20，DS18B20数字温度传感器三线制封装，接线方便，封装成后可应用于多种场合。DS18B20 的测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625 ℃，可以适应各种高精度测量场合，比如在海洋上很小的温度变化都能够被准确地测量。三线制的封装减少了外部硬件电路，不用单独设计温度补偿电路，具有低成本和易使用的特点。如图2所示，为DS18B20与LPC2138的接口电路图。参见图2，LPC2138采用GPIO口与DS18B20通信，为了保证LPC2138能稳定的提供高电平输出信号，在GPIO输出引脚上拉一个3.3Ｋ电阻R1到电源5V。DS18B20芯片的VCC引脚与电源连接，DS18B20芯片与ARM7 -LPC2138共地。其中，为了使采集到的水文数据更加有意义，因此在水文环境数据的基础上，再加入坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，其特征在于， 包括嵌入式处理器、与嵌入式处理器连接的供电系统、和分别与嵌入式处理器、供电系统连接的温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、无线通信装置、GPS装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，其特征在于， 包括嵌入式处理器、与嵌入式处理器连接的供电系统、和分别与嵌入式处理器、供电系统连接的温度传感器、紫外线传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、无线通信装置、GPS装置。2.根据权利要求1所述的用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，其特征在于，所述嵌入式处理器为ARM7 -LPC2138处理器。3.根据权利要求2所述的用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，其特征在于，所述温度传感器为带防水封装结构的DS18B20芯片，ARM7 -LPC2138的GPIO口与DS18B20芯的DQ引脚连接，ARM7 -LPC2138的GPIO口还通过电阻R1与电源连接，DS18B20芯片的VCC引脚与电源连接，DS18B20芯片与ARM7 -LPC2138共地。4.根据权利要求2所述的用于浮标监测系统的嵌入式采集设备，其特征在于，所述GPS装置为SIRF2e/LP芯片模块。5.根据权利要求2所述的用于浮标监测系统的嵌入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，邓锐，彭小红，刘思凤，陈应雁，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：广东;44