一种XBT自动投放测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种XBT自动投放测量系统，涉及海洋观测与传感技术领域；电源模块、主控芯片、通信接口模块、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口以及光耦构成了电机控制单元，电机控制单元与伺服电机、步进电机、直流电机、上位机、手动控制终端连接，构成了XBT自动投放测量系统；本实用新型专利技术具有实用性好、投放效率高与自动化程度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种XBT自动投放测量系统
本技术涉及海洋观测与传感
，尤其涉及一种XBT自动投放测量系统。
技术介绍
海洋与大气之间不断进行着热量、动量以及物质的交换,因此海洋成为影响全球气候的主要因素之一,其中海气界面水边界层温度剖面的温度变化以及分布规律对于研究全球气候变化以及解释海气耦合作用中的物理机制具有重要的意义。为了对全球气候变化与海气耦合作用中的物理机制有更进一步的研究,国内外采用了多种技术方法对海气界面水边界层温度剖面的温度变化与分布规律进行了测量,其中包括卫星SST遥感技术、现场红外辐射测量技术以及温盐深仪现场测量技术。但卫星SST遥感技术的测量精度与空间分辨率较低,现场红外辐射测量技术的测量准确性容易受到环境因素的影响,温盐深仪现场测量技术由于仪器自身的尺寸限制,在水下的空间分辨率较低且无法对温度剖面进行同步测量。以上的不足使得这些测量技术不能很好的满足对海气界面水边界层温度剖面进行观测的需求。因此,开展海气界面水边界层温度剖面的精细化测量技术的研究具有重要的意义。投弃式温度剖面测量仪是一种是能够测量和感应海水温度剖面的投弃式设备，是调查海洋温度剖面时重要的测量手段。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中传统测量方法，以及仪器自身尺寸和投放不便的问题提供一种XBT自动投放测量系统。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种XBT自动投放测量系统，包含电源模块、主控芯片、通信接口模块、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦、伺服电机、步进电机、直流电机、上位机、手动控制终端；其中，电源模块、主控芯片、串口扩展芯片、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦构成了电机控制单元，是本技术的核心；所述电源模块用于对输入电压的调控，以适应系统中不同模块对于电压的不同需求；所述主控芯片用于系统中指令的发送以及处理；所述通信接口模块用于实现多路串口扩展功能；所述伺服电机驱动器接口通过连接主控芯片的UART1接口，实现伺服电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；所述步进电机驱动器接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现步进电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；所述直流电机接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现直流电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；所述光耦用于光电转换的信号指令发送；所述伺服电机用于测温探头的投放；所述步进电机用于测温探头的投放；所述直流电机用于测温探头的投放；所述上位机用于系统总体的指令发送以及处理；所述手动控制终端用于在电机出现故障时进行人工调整。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述电源模块的输入电压为+12V和+24V，经电源芯片处理后，输出+3.3V、+5V以及+24V的电压，+3.3V电压用于步进电机控制信号及直流电机驱动的供电，+5V电压用于主控芯片的供电，+24V电压用于步进电机驱动器及伺服驱动器刹车装置的供电。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述直流电机接口包含或门U1、芯片U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、发光二极管D1、发光二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、发光二极管D7、发光二极管D8、双向瞬变抑制二极管Z1、双向瞬变抑制二极管Z2、N型场效应管Q1、N型场效应管Q2、N型场效应管Q3、N型场效应管Q4、电容C1、电容C2、电机P1；电阻R1的一端连接+5V电压，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极接入受控信号1，电阻R2的一端连接+5V电压，电阻R1的另一端连接发光二极管D2的正极，发光二极管D1的负极接入受控信号2，N型场效应管Q1的漏极接入+5V电压，N型场效应管Q1的栅极与N型场效应管Q2的栅极连接，N型场效应管Q1的源极与N型场效应管Q2的漏极连接，N型场效应管Q2的源极与芯片U2的引脚7连接，N型场效应管Q3的漏极接入+5V电压，N型场效应管Q3的栅极与N型场效应管Q4的栅极连接，N型场效应管Q3的源极与N型场效应管Q4的漏极连接，N型场效应管Q4的源极分别电阻R3的一端、芯片U2的引脚9连接，电阻R3的另一端接地，或门U1的引脚1与N型场效应管Q2的源极连接，或门U1的引脚2与N型场效应管Q2的源极连接，或门U1的输出端与芯片U2的引脚8连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与芯片U2的引脚7连接，芯片U2的引脚1、引脚10、引脚11、引脚20均接地，电容C1的一端与电容C2的一端连接并接地，电容C1的另一端分别与电容C2的另一端、芯片U2的引脚12连接并接入+5V电压，二极管D3的负极与芯片U2的引脚6连接并接入+24V电压，二极管D3的正极分别与二极管D5的负极、芯片U2的引脚5连接，二极管D5的正极分别与芯片U2的引脚2、引脚19连接并接地，二极管D4的负极与二极管D3的负极连接，二极管D4的正极分别与二极管D6的负极、芯片U2的引脚4连接，二极管D6的正极与二极管D5的正极连接，电阻R4的一端与二极管D4的正极连接，电阻R4的另一端分别与发光二极管D7的正极、发光二极管D8的负极连接，发光二极管D7的负极与直流电机P1的2号脚连接，发光二极管D8的正极与直流电机P1的2号脚连接，直流电机P1的1号脚与芯片U2的引脚4连接，直流电机P1的2号脚与芯片U2的引脚5连接，双向瞬变抑制二极管Z1的一端接地，双向瞬变抑制二极管Z1的另一端与直流电机的2号脚连接，双向瞬变抑制二极管Z2的一端接地，双向瞬变抑制二极管Z2的另一端与直流电机的1号脚连接。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述主控芯片采用的型号为C8051F020。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述电源模块采用LM2575电源芯片和LM2937电源芯片。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述通信接口模块采用的是EXAR公司生产的XR16L784串口扩展芯片。作为本技术一种XBT自动投放测量系统的进一步优选方案，所述芯片U2的型号为L298P。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.本技术能够通过电机控制单元实现对伺服电机、步进电机、直流电机的运动控制完成多枚XBT自动投放；2.本技术能够顺利完成对海水温度剖面数据的可靠获取3.本技术具有实用性好、投放效率高与自动化程度高的特点。附图说明...

【技术保护点】
1.一种XBT自动投放测量系统，其特征在于：包含电源模块、主控芯片、通信接口模块、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦、伺服电机、步进电机、直流电机、上位机、手动控制终端；/n其中，电源模块、主控芯片、串口扩展芯片、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦构成了电机控制单元；/n所述电源模块用于对输入电压的调控，以适应系统中不同模块对于电压的不同需求；/n所述主控芯片用于系统中指令的发送以及处理；/n所述通信接口模块用于实现多路串口扩展功能；/n所述伺服电机驱动器接口通过连接主控芯片的UART1接口，实现伺服电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；/n所述步进电机驱动器接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现步进电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；/n所述直流电机接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现直流电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；/n所述光耦用于光电转换的信号指令发送；/n所述伺服电机用于测温探头的投放；/n所述步进电机用于测温探头的投放；/n所述直流电机用于测温探头的投放；/n所述上位机用于系统总体的指令发送以及处理；/n所述手动控制终端用于在电机出现故障时进行人工调整。/n...

【技术特征摘要】
1.一种XBT自动投放测量系统，其特征在于：包含电源模块、主控芯片、通信接口模块、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦、伺服电机、步进电机、直流电机、上位机、手动控制终端；
其中，电源模块、主控芯片、串口扩展芯片、伺服电机驱动器接口、步进电机驱动器接口、直流电机接口、光耦构成了电机控制单元；
所述电源模块用于对输入电压的调控，以适应系统中不同模块对于电压的不同需求；
所述主控芯片用于系统中指令的发送以及处理；
所述通信接口模块用于实现多路串口扩展功能；
所述伺服电机驱动器接口通过连接主控芯片的UART1接口，实现伺服电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；
所述步进电机驱动器接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现步进电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；
所述直流电机接口通过光耦与主控芯片的IO口连接，实现直流电机与主控芯片之间的通信以及指令传输；
所述光耦用于光电转换的信号指令发送；
所述伺服电机用于测温探头的投放；
所述步进电机用于测温探头的投放；
所述直流电机用于测温探头的投放；
所述上位机用于系统总体的指令发送以及处理；
所述手动控制终端用于在电机出现故障时进行人工调整。


2.根据权利要求1所述的一种XBT自动投放测量系统，其特征在于：所述电源模块的输入电压为+12V和+24V，经电源芯片处理后，输出+3.3V、+5V以及+24V的电压，+3.3V电压用于步进电机控制信号及直流电机驱动的供电，+5V电压用于主控芯片的供电，+24V电压用于步进电机驱动器及伺服驱动器刹车装置的供电。


3.根据权利要求1所述的一种XBT自动投放测量系统，其特征在于：所述直流电机接口包含或门U1、芯片U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、发光二极管D1、发光二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、发光二极管D7、发光二极管D8、双向瞬变抑制二极管Z1、双向瞬变抑制二极管Z2、N型场效应管Q1、N型场效应管Q2、N型场效应管Q3、N型场效应管Q4、电容C1、电容C2、电机P1；
电阻R1的一端连接+5V电压，
电阻R1的另一端连接发光二极管D1的正极，
发光二极管D1的负极接入受控信号1，
电阻R2的一端连接+5V电压，
电阻R1的另一端连接发光二极管D2的正极，
发光二极管D1的负极接入受控信号2，
N型场效应管Q1的漏极接入+5V电压，
N型场效应管Q1的栅极与N型场效应管Q2的栅极连接，
N型场效应管Q1的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪津，
申请(专利权)人：黑龙江沣泽勘测规划设计咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23