一种浮标剖面运动和数据采集控制器及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种海洋监测设备领域，尤其是涉及一种浮标剖面运动和数据采集控制器及其使用方法，包括自持式剖面浮标、最小系统模块、双电源供电系统、外围电路模块、数据存储模块、继电器控制模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、油量采集模块、传感器数据采集模块、铱星通信定位模块、气泵电源控制模块、铱星电源控制模块、舵机电源控制模块和电机电源控制模块；在自持式剖面浮标下潜过程中，控制舵机进行真空负压回油，浮标体积缩小下潜；上浮过程中，控制电机驱动柱塞泵进行排油，在上浮到接近海面的时候，控制气泵为气囊充气。通过控制继电器，随时关闭各个运行阶段无需开启的模块，实现各个模块的精细化控制，从而降低能耗。从而降低能耗。从而降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种浮标剖面运动和数据采集控制器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种海洋监测设备领域，尤其是涉及一种浮标剖面运动和数据采集控制器及其使用方法。

技术介绍

[0002]现有技术的自持式剖面浮标的续航能力和可靠性有待进一步提高，控制器运行功耗方面，主要包括主控单元自身的静态功耗，回油下潜阶段和上浮阶段的动态功耗，以及卫星通信过程的功耗，而目前多数使用的单电源供电系统不能有效地控制各个部分的能耗。在回油过程中，需要通过控制电机回油，虽然电机在几乎无外压的环境下工作，但是这种回油方式的功耗较高；在卫星通信过程中，通过排油让天线露出水面，虽然能够通信，但是通信质量受到影响；可靠性方面，高压排油和回油过程中，电机和舵机较大的瞬时电流对控制器设计提出了更高的要求，需要合理设计控制电路，确保硬件电路的可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种自持式剖面浮标数据采集和运动控制器及其使用方法，解决现有技术中自持式剖面浮标能耗高、通信质量差的问题。
[0004]本专利技术具体采用如下技术方案：
>[0005]一种浮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮标剖面运动和数据采集控制器，其特征在于，包括自持式剖面浮标、最小系统模块、双电源供电系统、外围电路模块、数据存储模块、继电器控制模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、油量采集模块、传感器数据采集模块、铱星通信定位模块、气泵电源控制模块、铱星电源控制模块、舵机电源控制模块和电机电源控制模块；所述自持式剖面浮标包括仪器舱、电机、舵机、柱塞泵、高压管路、CTD传感器、气囊、外油囊、内油缸、控制器、铱星通信定位设备、通信天线和拉线位移传感器；所述最小系统模块控制所有模块的运行，所述双电源供电系统包括大电源供电模块和小电源供电模块，大电源供电模块给外围模块供电，小电源供电模块给最小系统模块供电；外围电路模块包括舵机驱动模块、电机驱动模块、油量采集模块和传感器数据采集模块；舵机驱动模块用于打开和关闭回油管路，电机驱动模块用于将内油缸的液压油排到外油囊；油量采集模块采集内油缸液压油高度，实现外油囊油量精确测量；传感器数据采集模块实现与CTD传感器的数据通信，铱星通信定位模块实现自持式剖面浮标的位置定位和远程数据通信，数据存储模块实现存储采集的CTD传感器数据；继电器控制模块包括气泵电源控制模块、铱星电源控制模块、舵机电源控制模块和电机电源驱动模块；气泵电源控制模块用于控制气泵是否上电；铱星电源控制模块用于控制铱星通信定位模块是否上电；舵机电源控制模块用于控制舵机是否上电；电机电源控制模块用于控制电机驱动模块是否上电。2.如权利要求1所述的一种浮标剖面运动和数据采集控制器，其特征在于，所述最小系统模块包括微控制器U5、计时器U26、晶振、额定电阻、额定电容、按键、接口JP7、磁珠L1、若干个3.3V转换电压和若干个接地点，晶振包括Y1和Y2，所述额定电阻包括R2、R6、R73和R74，所述额定电容包括C10、C11、C13、C14、C15、C16、C24和C25，所述按键包括K1和K2，上述最小系统模块的组成部分分别连接微控制器U5的若干引脚；额定电容C24、C25并联在磁珠L1与接地点之间，晶振Y1串联在额定电容C18与额定电容C19之间，额定电容C20在晶振Y2的第一管脚与接地点之间，额定电容C23在晶振Y2的第三管脚和接地点之间；额定电阻R2在微控制器U5B第一引脚与接地点之间，额定电容C10、C11、C13、C14、C15和C16并联在3.3V转换电压与接地点之间，额定电容C26在额定电阻R6与接地点之间，额定电阻R6在额定电容C26与3.3V转换电压之间；按键K1在微控制器U5第二引脚与接地点之间；按键K2在计时器U26第一引脚与3.3V转换电压之间，额定电阻R74在计时器U26与地接地点之间，额定电阻R73在计时器U26复位引脚与3.3V转换电压之间。3.如权利要求1所述的一种浮标剖面运动和数据采集控制器，其特征在于，大电源供电模块包括电源转换器、稳压器U15、二极管、额定电阻、额定电容和额定电感，所述电源转换器包括U16、U18和U19，所述二极管包括D1和D4，所述额定电阻包括R1、R82、R32、R36、R75、R62、R83、R34、R76和R63，所述额定电容包括C32、C33、C34、C37、C47、C48、C71、C74、C77、C80、C83、C86、C89、C92、C35、C38、C72、C75、C78、C84、C87、C90和C93，所述额定电感包括L1和L12；所述额定电容C77在电源转换器U16的引导供电电压端和电源转换器U16的调节开关之间，额定电阻R75在电源转换器U16反馈端与12V转换电压之间，电源转换器U16输入端为电压VCC，额定电容C34、C37、C71和C74在电压VCC与接地点之间，额定电感L11在电源转换器U16调节开关和12V转换电压之间，额定电容C83、C86、C89和C92在12V转换电压与接地点之
间，额定电阻R82在电源转换器U16使能端与接地点之间，额定电阻R62在电源转换器U16反馈端与12V转换电压之间，额定电阻R32在电源转换器U16输出端与电源转换器U16内部5VLDO输出端之间；额定电容C78在电源转换器U18引导供电电压端和电源转换器U18调节开关之间，额定电阻R76在电源转换器U18反馈端与5V转换电压之间，电源转换器U18输入端为12V转换电压，额定电容C35、C38、C72、C75在12V转换电压与接地点之间，额定电感L12在电源转换器U18调节开关和5V转换电压之间，额定电容C84、C87、C90和C93在5V转换电压与接地点之间；额定电阻R83在电源转换器U18使能端与接地点之间；额定电阻R63在电源转换器U18反馈端与5V转换电压之间，额定电阻R34在电源转换器U18输出端与电源转换器U18内部5VLDO输出端之间；电源转换器U19的输入端为5V转换电压，额定电容C32在5V转换电压与接地点之间，额定电容C33在3.3V转换电压与接地点之间，二极管D4串联于额定电压R1和3.3V转换电压之间，额定电阻R1串联于二极管D4与接地点之间；稳压器U15的输入端为3.3V转换电压，额定电容C47在3.3V转换电压与接地点之间，额定电容C48在稳压器U15输出端与接地点之间，二极管D1在3.3V转换电压与额定电阻R36之间，额定电阻R36在二极管D1与接地点之间。4.如权利要求1所述的一种浮标剖面运动和数据采集控制器，其特征在于，所述小电源供电模块包括稳压器U15、额定电阻R36、额定电容C47、额定电容C48和二极管D1；稳压器U15的输入端为3.3V转换电压，额定电容C47在3.3V转换电压与接地点之间，额定电容C48在稳压器U15输出端与接地点之间，二极管D1在3.3V转换电压与额定电阻R36之间，额定电阻R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆锋，李醒飞，文艺成，邹彦超，徐佳毅，李洪宇，范燕君，宗煜，黄智超，谭文斌，
申请(专利权)人：青岛星酉智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：