本發(fā)明涉及海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著業(yè)務(wù)化海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展，海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)也在快速發(fā)展，我國(guó)正抓緊建設(shè)和完善覆蓋我國(guó)近海海域的海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各種儀器和傳感器種類繁多，工作原理、布放位置各不相同，涵蓋了從岸邊到離岸、從空中到水面、從水中到海底的各個(gè)空間位置，觀測(cè)要素涵蓋了動(dòng)力要素、生態(tài)要素和地質(zhì)參數(shù)；各種自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取是保證觀測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的關(guān)鍵；離岸海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于遠(yuǎn)離地面，常規(guī)的有線、短波、GSM/CDMA等通信方式難以滿足要求，當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的通信方式是各類具有通信能力的衛(wèi)星系統(tǒng)。浮標(biāo)現(xiàn)有的衛(wèi)星通信方式主要是應(yīng)用Inmarsat-C衛(wèi)星終端，國(guó)際海事衛(wèi)星是由國(guó)外運(yùn)營(yíng)管理的衛(wèi)星系統(tǒng)，安全性較差；北斗系統(tǒng)為我國(guó)自主研發(fā)的具有定位授時(shí)和短報(bào)文通信能力的衛(wèi)星系統(tǒng)，但是在通信頻度、傳輸容量以及用戶設(shè)備的功耗、耐腐蝕性、耐壓性和水密性方面有一定的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)北斗通信通用控制和接口模塊，能夠方便簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了耐腐蝕和耐壓性能，延長(zhǎng)使用壽命，可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括通用控制終端和數(shù)據(jù)接收站，所述通用控制終端包括終端防護(hù)外殼，所述終端防護(hù)外殼的背部焊接有安裝背板，上表面安裝有狀態(tài)指示燈，所述終端防護(hù)外殼內(nèi)部安裝有北斗用戶機(jī)和通信控制單元，所述通信控制單元包括核心處理器，所述核心處理器的數(shù)據(jù)端連接有信號(hào)采集模塊，核心處理器的輸出端連接有數(shù)據(jù)通信模塊，核心處理器還連接有擴(kuò)展接口和電源模塊；所述北斗用戶機(jī)包括信號(hào)接收模塊和信號(hào)調(diào)理模塊；所述數(shù)據(jù)接收站包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接有數(shù)據(jù)分系統(tǒng)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)采集模塊包括浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器，所述浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器的輸入端連接有風(fēng)速探測(cè)器、氣壓檢測(cè)器和溫度傳感器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)配置器和編碼器，所述編碼器的輸出端還連接有無(wú)線信號(hào)收發(fā)器。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)接收模塊包括北斗芯片，所述北斗芯片的輸入端連接有射頻信號(hào)接收器，射頻信號(hào)接收器的輸入端還安裝有接收天線。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括低噪聲信號(hào)放大器和解調(diào)器，所述低噪聲信號(hào)放大器的輸出端和解調(diào)器的輸入端之間還連接有中頻濾波器，所述解調(diào)器的輸出端連接有RS232串口。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)分系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)并聯(lián)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)端。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述擴(kuò)展接口包括有浮標(biāo)接口、電源接口、檢測(cè)接口和天線接口，浮標(biāo)接口連接到浮標(biāo)設(shè)備，檢測(cè)接口連接到浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器，電源接口連接到電源模塊，天線接口連接到北斗用戶機(jī)。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電源模塊包括鋰電池組，所述鋰電池組的輸出端連接有電壓變換器，鋰電池組的輸入端連接有USB充電接口。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述核心處理器采用ARM11系列的32位嵌入式微處理器，且核心處理器還擴(kuò)展連接有8M的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置北斗用戶機(jī)，利用北斗芯片控制射頻信號(hào)接收器進(jìn)行信號(hào)接收，利用接收天線放大接收信號(hào)，提高定位信息采集精度；通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)接收站，利用接收處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)分工實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、分發(fā)控制和監(jiān)控顯示，提高工作效率且降低相互之間的影響；通過(guò)設(shè)置終端防護(hù)外殼，有效實(shí)現(xiàn)防腐抗壓性能；通過(guò)設(shè)置擴(kuò)展接口可以方便實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展；本發(fā)明開(kāi)發(fā)北斗通信通用控制和接口模塊，能夠方便簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了耐腐蝕和耐壓性能，延長(zhǎng)使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為北斗芯片引腳圖。

圖中：1-通用控制終端；2-數(shù)據(jù)接收站；3-終端防護(hù)外殼；4-安裝背板；5-狀態(tài)指示燈；6-北斗用戶機(jī)；7-通信控制單元；8-核心處理器；9-信號(hào)采集模塊；10-數(shù)據(jù)通信模塊；11-擴(kuò)展接口；12-電源模塊；13-信號(hào)接收模塊；14-信號(hào)調(diào)理模塊；15-數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；16-數(shù)據(jù)分系統(tǒng)；17-浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器；18-風(fēng)速探測(cè)器；19-氣壓檢測(cè)器；20-溫度傳感器；21-網(wǎng)絡(luò)配置器；22-編碼器；23-無(wú)線信號(hào)收發(fā)器；24-北斗芯片；25-射頻信號(hào)接收器；26-接收天線；27-低噪聲信號(hào)放大器；28-解調(diào)器；29-中頻濾波器；30-接收處理計(jì)算機(jī)；31-數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)；32-數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)；33-鋰電池組；34-電壓變換器；35-USB充電接口；36-FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；37-RS232串口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括通用控制終端1和數(shù)據(jù)接收站2，所述通用控制終端1包括終端防護(hù)外殼3，所述終端防護(hù)外殼3的背部焊接有安裝背板4，上表面安裝有狀態(tài)指示燈5，所述終端防護(hù)外殼3內(nèi)部安裝有北斗用戶機(jī)6和通信控制單元7，所述通信控制單元，7包括核心處理器8，所述核心處理器8的數(shù)據(jù)端連接有信號(hào)采集模塊9，核心處理器8的輸出端連接有數(shù)據(jù)通信模塊10，核心處理器8還連接有擴(kuò)展接口11和電源模塊12；所述北斗用戶機(jī)6包括信號(hào)接收模塊13和信號(hào)調(diào)理模塊14；所述數(shù)據(jù)接收站2包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15連接有數(shù)據(jù)分系統(tǒng)16；所述信號(hào)采集模塊9包括浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器17，所述浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器17的輸入端連接有風(fēng)速探測(cè)器18、氣壓檢測(cè)器19和溫度傳感器20；所述數(shù)據(jù)通信模塊10包括網(wǎng)絡(luò)配置器21和編碼器22，所述編碼器22的輸出端還連接有無(wú)線信號(hào)收發(fā)器23；所述信號(hào)接收模塊13包括北斗芯片24，所述北斗芯片24的輸入端連接有射頻信號(hào)接收器25，射頻信號(hào)接收器25的輸入端還安裝有接收天線26；

所述信號(hào)調(diào)理模塊14包括低噪聲信號(hào)放大器27和解調(diào)器28，所述低噪聲信號(hào)放大器27的輸出端和解調(diào)器28的輸入端之間還連接有中頻濾波器29，所述解調(diào)器28的輸出端連接有RS232串口37；所述數(shù)據(jù)分系統(tǒng)16包括數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)30、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)31和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)32，所述數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)30、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)31和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)32并聯(lián)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15的數(shù)據(jù)端；所述擴(kuò)展接口11包括有浮標(biāo)接口、電源接口、檢測(cè)接口和天線接口，浮標(biāo)接口連接到浮標(biāo)設(shè)備，檢測(cè)接口連接到浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器17，電源接口連接到電源模塊12，天線接口連接到北斗用戶機(jī)6；所述電源模塊12包括鋰電池組33，所述鋰電池組33的輸出端連接有電壓變換器34，鋰電池組33的輸入端連接有USB充電接口35；所述核心處理器8采用ARM11系列的32位嵌入式微處理器，且核心處理器8還擴(kuò)展連接有8M的FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器36。

本發(fā)明的工作原理：所述通用控制終端1和用于實(shí)現(xiàn)北斗定位和信息采集，所述數(shù)據(jù)接收站2接收來(lái)自通用控制終端1的數(shù)據(jù)，所述終端防護(hù)外殼3用于安裝內(nèi)部元件，所述安裝背板4用于將這個(gè)通用控制終端1安裝在指定位置，所述狀態(tài)指示燈5用于指示當(dāng)前的工作狀態(tài)，正常工作時(shí)指示燈為綠色常亮，數(shù)據(jù)正常傳輸時(shí)指示燈頻閃，出現(xiàn)故障時(shí)紅色燈亮；所述北斗用戶機(jī)6用于實(shí)現(xiàn)北斗定位信息收集，所述通信控制單元7用于控制實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)傳輸；

所述核心處理器8帶有兩個(gè)通用異步串行接口，無(wú)需要擴(kuò)展串口，就可提供北斗通信接口和浮標(biāo)通信接口，同時(shí)該微處理器內(nèi)部具有高達(dá)288k字節(jié)的FLASH存儲(chǔ)器和32k字節(jié)的RAM存儲(chǔ)器，無(wú)需擴(kuò)展即可滿足程序和緩沖存儲(chǔ)器的要求，此外核心處理器8內(nèi)部具有可編程邏輯電路，通過(guò)內(nèi)部邏輯編程，可以省去外部的譯碼電路和邏輯電路，減少了芯片數(shù)量，提高系統(tǒng)的集成度；所述FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器36增加了通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，能夠存儲(chǔ)一年數(shù)據(jù)；

所述北斗芯片24采用BDM100系列芯片，該芯片集成了接收通道和發(fā)射通道，并集成了接收發(fā)射頻率綜合器，通過(guò)片外少許的元件即可實(shí)現(xiàn)北斗一代射頻信號(hào)的接收和發(fā)射；接收通道采用兩次變頻結(jié)構(gòu)，首先把射頻信號(hào)下變頻到第一中頻，然后再通過(guò)正交混頻器產(chǎn)生最終的正交中頻信號(hào)；發(fā)射通道采用直接調(diào)制結(jié)構(gòu)，可直接處理TTL電平輸入信號(hào)，調(diào)制到所需載波頻率處，完成發(fā)射功能；

(1)所述北斗用戶機(jī)6通過(guò)信號(hào)接收模塊13進(jìn)行北斗衛(wèi)星信號(hào)接收，所述北斗芯片24控制射頻信號(hào)接收器25接收指定信道的數(shù)據(jù)，所述接收天線26感應(yīng)相應(yīng)的電磁波信號(hào)，接收到的信號(hào)送入信號(hào)調(diào)理模塊14；所述信號(hào)調(diào)理模塊14中的低噪聲信號(hào)放大器27將微弱的電磁波信號(hào)線進(jìn)行放大，然后通過(guò)中頻濾波器29進(jìn)行濾波除去干擾信號(hào)，所述解調(diào)器28將放大濾波后的信號(hào)進(jìn)解調(diào)操作，還原成原本的信號(hào)波形，再利用RS232串口37轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入核心處理器8；

(2)所述信號(hào)采集模塊9用于進(jìn)行海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)，所述風(fēng)速探測(cè)器18用于進(jìn)行海上風(fēng)速監(jiān)測(cè)，所述氣壓檢測(cè)器19用于測(cè)量海上大氣壓，所述溫度傳感器20用于測(cè)量環(huán)境溫度，采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)浮標(biāo)數(shù)據(jù)采集器17轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入核心處理器8，所述核心處理器8將當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后利用數(shù)據(jù)通信模塊10進(jìn)行發(fā)送；

(3)所述數(shù)據(jù)通信模塊10用于實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)接收站2之間的無(wú)線通信，所述網(wǎng)絡(luò)配置器21用于進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置，所述編碼器22將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密編碼后，通過(guò)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器23按照設(shè)定好的無(wú)線通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

(4)所述數(shù)據(jù)分系統(tǒng)16用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分類處理，所述數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)30用于接收來(lái)自通用控制終端1的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)源識(shí)別、解密、解壓縮、質(zhì)量控制和必要地處理后進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中；所述數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)31將數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15處理后的數(shù)據(jù)分發(fā)至不同的機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)32將數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器15處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示并繪制成直觀圖線便于進(jìn)行分析；

(5)所述電源模塊12為整個(gè)裝置供電，其中鋰電池組33提供給供電電壓，所述電壓變換器34將輸出電壓進(jìn)行變換，以滿足不同模塊的需求，所述USB充電接口35為鋰電池組33充電；所述擴(kuò)展接口11用于連接不同接口的外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。

該基于北斗系統(tǒng)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置北斗用戶機(jī)6，利用北斗芯片24控制射頻信號(hào)接收器25進(jìn)行信號(hào)接收，利用接收天線26放大接收信號(hào)，提高定位信息采集精度；通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)接收站2，利用接收處理計(jì)算機(jī)30、數(shù)據(jù)分發(fā)計(jì)算機(jī)31和數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示計(jì)算機(jī)32分工實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、分發(fā)控制和監(jiān)控顯示，提高工作效率且降低相互之間的影響；通過(guò)設(shè)置終端防護(hù)外殼3，有效實(shí)現(xiàn)防腐抗壓性能；通過(guò)設(shè)置擴(kuò)展接口11可以方便實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展；本發(fā)明開(kāi)發(fā)北斗通信通用控制和接口模塊，能夠方便簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了耐腐蝕和耐壓性能，延長(zhǎng)使用壽命。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。