一種節(jié)能微型水面漂流示蹤器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種江河湖海中的監(jiān)測裝置，具體涉及一種節(jié)能微型水面漂流示蹤器。
【背景技術】
[0002]漂流浮標在海洋監(jiān)測上應用較多，就適用區(qū)域可分為遠海型漂流浮標和近岸型漂流浮標。
[0003]遠海型漂流浮標的高度和直徑往往在Im左右或更大，重量往往數(shù)十公斤至數(shù)噸，用ARGOS衛(wèi)星系統(tǒng)定位和數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)浮標位置和天氣情況的不同，每天可以接收到6?14條定位或數(shù)據(jù)信息，但是這種形式的浮標主要使用于遠?；虼笱螅脕矸治鲇^測海域的表層海流變化，此類浮標特點是功能多樣、能裝載多項或大型的監(jiān)測儀器、通訊天線和電源系統(tǒng)，可遠距離、長時間、無人值守運行，但其缺點一方面是大型浮標體大量重、漂流作業(yè)不便，且不適宜淺水水域(如較小的河流和湖泊等)的漂流監(jiān)測；另一方面是投資大、運行成本較高，不宜普及推廣。
[0004]近岸型漂流浮標往往由圓柱形浮標體、水帆和浮子三部分組成，通過GPS定位，定位數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)通過移動通信網(wǎng)絡(GSM或CDMA)傳輸給用戶。浮標體上裝載溫度傳感器，也可以根據(jù)需要裝載鹽度和水質(zhì)傳感器，用戶可以在浮標投放前預先設置數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間間隔，也可以在浮標投放后通過手機短信方式更改設置，浮標的重量配置使得浮標體和水帆全部浸沒在水中，通信天線露出水面。近岸型漂流的體積較遠海型小、重量輕、投放方便、通訊費用低和可回收的特點，它不僅應用于海洋學研究，還廣泛應用于溢油、赤潮、傾廢跟蹤、沿海管理等方面。但由于近岸區(qū)域內(nèi)存在移動通信網(wǎng)絡盲區(qū)，造成數(shù)據(jù)丟失，因其體積小、載重輕，難以承載相關監(jiān)測儀器設備自身體重及其儀器運行和數(shù)據(jù)通訊時所需的電源供給，不能進行長時間海上工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中的不足，提供一種體積更小、更加節(jié)能、供電時間更長以及更加智能地發(fā)送和存儲水流數(shù)據(jù)的節(jié)能微型水面漂流示蹤器。
[0006]技術方案:本發(fā)明公開一種節(jié)能微型水面漂流示蹤器，包括密封容器，密封容器可拆卸為兩部分，分別為第一密封艙和第二密封艙，所述第一密封艙中安裝有失蹤系統(tǒng)控制器、水環(huán)境參數(shù)傳感器、無線數(shù)據(jù)通信模塊和定位模塊，所述示蹤系統(tǒng)控制器中設有數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)控制器，所述水環(huán)境參數(shù)傳感器、無線數(shù)據(jù)通信模塊和定位模塊分別與示蹤系統(tǒng)控制器相互連通，且均由示蹤系統(tǒng)控制器供電；所述第二密封艙裝有電池組和配重，所述電池組與示蹤系統(tǒng)控制器相連接。
[0007]其中，示蹤系統(tǒng)控制器包括CPU、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、2MB非易失性存儲器、運行模式管理、電源管理等模塊及其他功能。整個第一密封艙中各系統(tǒng)以示蹤系統(tǒng)控制器核心，實現(xiàn)水流數(shù)據(jù)的實時采集、遠程傳輸、本地存儲、數(shù)據(jù)補發(fā)等功能。
[0008]進一步的，密封容器的立體形狀為圓柱體，密封容器的底面直徑為100?200mm，密封容器的高為300?400_，體積更小更加節(jié)省能源，第一密封艙與第二密封艙之間為可拆卸的結構，便于維修和更換；密封容器中的第一密封艙與第二密封艙之間采用螺旋連接，這種可分離的雙艙室結構便于維護和更換電池。
[0009]進一步的，所述水環(huán)境參數(shù)傳感器可用于獲取水體溫度、濕度和電導率數(shù)據(jù)。
[0010]進一步的，所述GPS定位模塊和無線數(shù)據(jù)通信模塊的運行均由系統(tǒng)控制器控制，每隔一段時間系統(tǒng)控制器同時激活GPS定位模塊和無線數(shù)據(jù)通信模塊，GPS定位模塊采集數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)存儲于非易失性存儲器里，并且經(jīng)由系統(tǒng)控制器對數(shù)據(jù)進行處理，計算出數(shù)據(jù)的變化度(例如，較上次采集的數(shù)據(jù)，計算示蹤器位置的變化)；無線數(shù)據(jù)通信模塊則負責發(fā)送數(shù)據(jù)到地面檢測中心站，也可以接收地面檢測中心站發(fā)出的指令。此激活時間間隔可以采用系統(tǒng)控制器設置(如5分鐘)，也可由地面檢測中心站發(fā)送指令來設定數(shù)據(jù)采集時間間隔(如10分鐘)。
[0011]進一步的，所述系統(tǒng)控制器相鄰兩次激活中間的時間內(nèi)，所有的系統(tǒng)模塊均處于休眠狀態(tài)，這樣形成了 “休眠-定時激活-采樣-數(shù)據(jù)發(fā)送-休眠”的節(jié)能工作循環(huán)。
[0012]進一步的，所述無線數(shù)據(jù)通信模塊與地面檢測中心站交互傳輸數(shù)據(jù)的傳輸機制為“變化-發(fā)送”，所述“變化-發(fā)送”是指只有當系統(tǒng)控制器監(jiān)測到數(shù)據(jù)發(fā)生的變化達到一個度時，無線數(shù)據(jù)通信模塊才向地面檢測中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變化的程度可由地面檢測中心站根據(jù)實際監(jiān)測需要進行設置。例如:地面檢測中心站可設置變化度為10米，即只有當系統(tǒng)控制器監(jiān)測到示蹤器位置變化大于10米的時候，才向地面檢測中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，變化小于10米時，則不發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0013]進一步的優(yōu)化，所述無線數(shù)據(jù)通信模塊可采用以下任意一種無線數(shù)據(jù)通信方式:北斗衛(wèi)星定位模塊的短報文數(shù)據(jù)通信方式，公網(wǎng)短信的數(shù)據(jù)通信方式，CDMA網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信方式，GPRS網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信方式或者本地下載的數(shù)據(jù)通信方式。
[0014]進一步的，為了節(jié)省能源，所述示蹤系統(tǒng)控制器能夠自動檢測無線數(shù)據(jù)通信模塊的移動通信信號，監(jiān)測到移動通信信號較弱或者沒有移動通信信號時，則關閉無線數(shù)據(jù)通信模塊，不發(fā)送數(shù)據(jù)；當移動通信信號良好時，示蹤系統(tǒng)控制器將信號弱時采集的數(shù)據(jù)以及實時采集的數(shù)據(jù)一起通過無線數(shù)據(jù)通信模塊輸送至地面檢測中心站。整個過程中“遇盲存儲-擇機補發(fā)”，不做無用功，極大的節(jié)省能源。
[0015]進一步的，所述無線數(shù)據(jù)通信模塊的移動通信信號良好時，地面檢測中心站可發(fā)送指令，指定某一個時間段的數(shù)據(jù)重發(fā)。
[0016]進一步的，所述數(shù)據(jù)存儲器為非易失性存儲器，能夠保存40天以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即使斷電數(shù)據(jù)也不會丟失，能夠全程記錄GPS全程時空數(shù)據(jù)以及密封容器中各個設備的運行工況，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠程傳輸和本地數(shù)據(jù)存儲的有效結合，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性。
[0017]為了保證本發(fā)明能夠在水上長時間作業(yè)，本發(fā)明采用了四節(jié)一號水堿性電池，能夠供電40天左右。
[0018]有益效果:本發(fā)明的一種節(jié)能微型水面漂流示蹤器，與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)占-
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[0019](I)本發(fā)明與地面檢測中心站之間采用交互式數(shù)據(jù)傳輸機制，無線數(shù)據(jù)通信模塊向地面檢測中心站發(fā)送數(shù)據(jù)，地面檢測中心站根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行分析，并根據(jù)實際情況對示蹤器發(fā)出相應的指令:如示蹤器缺失數(shù)據(jù)時，則召回示蹤器。
[0020](2)本發(fā)明采用“休眠-定時激活-采樣-數(shù)據(jù)發(fā)送-休眠”的節(jié)能工作循環(huán)，能夠自動濾除冗余數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)壓縮打包、減少發(fā)射次數(shù)，間歇搜素通信網(wǎng)絡，節(jié)能效果顯著，能確保能源得到最大限度的使用。
[0021](3)本發(fā)明在遇到移動通信信號盲區(qū)時，先行將數(shù)據(jù)本地存儲，待通信信號良好時再將數(shù)據(jù)傳輸至地面檢測中心站，并且只有當數(shù)據(jù)發(fā)生變化時才發(fā)送，以減少數(shù)據(jù)發(fā)送次數(shù)從而減少能耗。
[0022](4)本發(fā)明中的非易失性存儲器，能夠記錄GPS全程時空數(shù)據(jù)以及設備的運行工況，數(shù)據(jù)遠程傳輸與數(shù)據(jù)本地存儲，不會丟失任何數(shù)據(jù)，大大提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性。
[0023](5)本發(fā)明利用移動通信網(wǎng)絡進行同步跟蹤監(jiān)測，無需專用通訊系統(tǒng)。
[0024](6)本發(fā)明體積小，重量輕，投放與回收方便，江河湖海均能使用，近海的淺水區(qū)域也能適用，使用范圍廣。
[0025](7)本發(fā)明能夠在無人值守的水域自動獲得水團長期連續(xù)運動過程軌跡線，可在復雜水域進行大規(guī)模的監(jiān)測。
[0026](8)本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信采用多模方式，即公網(wǎng)CDMA或GPRS通信、短信、北斗短報文和本地下載方式，多模方式可以提高數(shù)據(jù)通信的可靠性和經(jīng)濟性。
[0027]綜上所述，本發(fā)明結構簡單，操作方便，節(jié)能環(huán)保，監(jiān)測的數(shù)據(jù)精度高，投資少，可多次重復使用。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面對本發(fā)明技術方案結合附圖進行詳細說明，但