【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据浮标，具体涉及一种波浪数据浮标及其应用方法。
技术介绍
1、数据浮标不仅是监测环境参数的一种广泛方法，目前使用的大多数数据浮标要么完全由电池供电，要么在环境条件合适时使用太阳能电池板阵列偶尔补充电池电量。随着波浪能技术的成熟，这项目前尚未开发的技术的进步可以使数据浮标选择使用波浪能转换器作为替代可再生能源。数据浮标可以提供波浪能转换器的小规模应用，其中将发现收集这种随机和不规则能源的许多问题。开发波浪动力数据浮标的经验教训有可能应用于更大、更昂贵的波浪能应用，如波浪场或兆瓦级发电机。
2、目前常见的球形浮标，其拼接安装方式主要为两个半球，其需要做密封的位置更容易接触到水面，对水密性的要求更高，且风险更大。一般浮标内部搭载的传感器需要依托外壳固定，外壳与内部结构基本是一个整体，内部不能作为一个整体结构而存在，拆卸浮标时内部结构变得零散，对于内部结构更换调整或者外壳的更换调整并没有那么方便容易。
3、传统的波浪浮标是通过在浮标内部搭载加速度传感器、陀螺仪和方位传感器利用重力加速度原理来测量波浪，通过各个传感器测得的浮标的运动数据，进而计算得出波浪的周期、波高、波向等波浪特征参数，其缺点在于需要搭载多个传感器进行波浪测量，增加了功耗和浮标体积。另外，传统的重力加速度测波浮标利用方位传感器测量波向，测量精度容易受到周围磁场环境的影响。一般海洋观测浮标要求长时间在海上工作，并且供能方式基本是通过浮标内部搭载的锂电池，很难保证长时间工作的稳定性，有些浮标也会增加太阳能发电给锂电池充电增加续航能力，但
技术实现思路
1、针对现有技术中波浪浮标需要搭载多个传感器进行波浪测量，增加了功耗和浮标体积的不足，本专利技术提供了一种波浪数据浮标及其应用方法，通过浮标整体同时搭载锂电池和波浪能发电装置，不再仅仅依靠锂电池供能，增加浮标观测时间，从而解决现有技术中需要搭载多个传感器进行波浪测量，增加了功耗和浮标体积的问题。
2、一种波浪数据浮标，包括：
3、浮标外壳，其底部设置有用于采集波浪能数据的波浪传感器，所述浮标顶部设置有用于探测浮标方位的gps天线；
4、波浪能发电装置，设置于所述浮标外壳内底部，所述波浪能发电装置顶部电连接有锂电池；所述波浪能发电装置用于将波浪能转换为电能，其转换的一部分电能用于向所述波浪传感器供电，另一部分电能储存在所述锂电池中。
5、进一步地，还包括与所述gps天线通讯连接的gps传感器数据控制板。
6、进一步地，还包括主控板，与所述gps传感器数据控制板、波浪能发电装置通过串口连接，用于与目标邮箱通讯。
7、进一步地，所述gps传感器数据控制板、主控板分别与所述锂电池电连接。
8、进一步地，所述波浪能发电装置内设置有数据采集卡，通过数据采集卡接收波浪传感器采集到的波浪能数据。
9、进一步地，所述波浪能发电装置内设置有sd卡，用于储存数据采集卡接收到的波浪能数据。
10、进一步地，所述浮标外壳内顶部与底部分别固定安装有安装环，所述浮标外壳顶部安装环、底部安装环以及浮标外壳顶端开口相互两两平行，在所述浮标外壳顶部安装环和底部安装环之间连接有多个金属支撑杆。
11、进一步地，所述浮标外壳顶端开口设置有端盖，所述端盖上开设有水密插件安装孔、铱星天线安装孔和gps天线安装孔。
12、进一步地，所述浮标外壳顶部开口处通过均布的m4螺丝压紧有端面密封环，所述端面密封环顶部和底部均开设有槽口，每个所述槽口处放置有防水o型圈。
13、进一步地，一种波浪数据浮标的应用方法，包括以下步骤：
14、通过波浪传感器采集浮标外壳在重力和惯力的作用下转动或摆动时产生的波浪能数据；
15、通过波浪能发电装置将波浪能转换为电能；电能先在波浪能发电装置内部储存，当达到设定的阈值时进行释放，给锂电池充电；其中，所述波浪能发电装置产生的一部分电能用于给波浪传感器供电，另一部分存储在锂电池中备用。
16、本专利技术提供了一种波浪数据浮标及其应用方法，具备以下有益效果：
17、本专利技术通过搭载gps天线和波浪传感器，减少搭载的传感器，使得浮标体积更小，该浮标整体同时搭载锂电池和波浪能发电装置，不再仅仅依靠锂电池供能，增加浮标观测时间，可以让浮标进行更长时间的波浪采集，提升浮标工作续航的稳定性，浮标利用gps测量波向只需要在浮标上的gps传感器数据控制板上安装卫星信号接收机，不需要再安装额外的传感器，功耗更低，所占用的体积也更小，更加易于布防和回收。
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1.一种波浪数据浮标，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，还包括与所述GPS天线通讯连接的GPS传感器数据控制板(4)。
3.根据权利要求2所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，还包括主控板(5)，与所述GPS传感器数据控制板(4)、波浪能发电装置(2)通过串口连接，用于与目标邮箱通讯。
4.根据权利要求3所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述GPS传感器数据控制板(4)、主控板(5)分别与所述锂电池(3)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述波浪能发电装置(2)内设置有数据采集卡，通过数据采集卡接收波浪传感器采集到的波浪能数据。
6.根据权利要求5所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述波浪能发电装置(2)内设置有SD卡，用于储存数据采集卡接收到的波浪能数据。
7.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述浮标外壳(1)内顶部与底部分别固定安装有安装环，所述浮标外壳(1)顶部安装环、底部安装环以及浮标外壳(1)顶端开口相互两两平
8.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述浮标外壳(1)顶端开口设置有端盖，所述端盖上开设有水密插件安装孔、铱星天线安装孔和GPS天线安装孔。
9.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述浮标外壳(1)顶部开口处通过均布的M4螺丝压紧有端面密封环，所述端面密封环顶部和底部均开设有槽口，每个所述槽口处放置有防水O型圈。
10.一种基于权利要求1所述的波浪数据浮标的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种波浪数据浮标，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，还包括与所述gps天线通讯连接的gps传感器数据控制板(4)。
3.根据权利要求2所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，还包括主控板(5)，与所述gps传感器数据控制板(4)、波浪能发电装置(2)通过串口连接，用于与目标邮箱通讯。
4.根据权利要求3所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述gps传感器数据控制板(4)、主控板(5)分别与所述锂电池(3)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述波浪能发电装置(2)内设置有数据采集卡，通过数据采集卡接收波浪传感器采集到的波浪能数据。
6.根据权利要求5所述的一种波浪数据浮标，其特征在于，所述波浪能发电装置(2)内设置有sd卡，用于储存...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝晖，郭新宇，李静凯，任国庆，魏兆强，陈店，张璇，吴鑫磊，马昕，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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