本實(shí)用新型涉及海洋裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源的需求越來越大，而陸上的石油開采已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，因此開采海上石油便成解決能源問題的重要途徑。海上石油的開采依賴海上鉆井平臺，而海洋鉆井船便是海上鉆井平臺中的一種。在海上鉆井船作業(yè)過程中，船體由于受到海上風(fēng)浪的作用將產(chǎn)生不規(guī)則的大幅度運(yùn)動，而船體的運(yùn)動參數(shù)對于現(xiàn)場施工人員至關(guān)重要，施工人員必須根據(jù)船體的運(yùn)動參數(shù)來對現(xiàn)場的施工工藝進(jìn)行實(shí)時改變，否則將有可能導(dǎo)致現(xiàn)場事故的發(fā)生。因此，急需一種能夠?qū)崟r測量海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高效的采集海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)操作。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、運(yùn)動姿態(tài)采集電路、北斗系統(tǒng)定位電路、溫度采集電路、太陽能充電電路、電源穩(wěn)壓電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路；

所述太陽能充電電路通過所述電源穩(wěn)壓電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)；

所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集姿態(tài)參數(shù)并發(fā)送給所述單片機(jī)最小系統(tǒng)；

所述北斗系統(tǒng)定位電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集地理位置信息并發(fā)送給所述單片機(jī)小系統(tǒng)；

所述溫度采集電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集溫度參數(shù)并發(fā)送給所述單片機(jī)小系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)傳輸電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，用于建立單片機(jī)最小系統(tǒng)電路與遠(yuǎn)程終端的通信連接，將所述姿態(tài)參數(shù)、地理位置信息以及溫度參數(shù)發(fā)送給遠(yuǎn)程終端。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路包括：單片機(jī)芯片U4、晶振Y1、電容C9、電容C10、電容C11、電阻R5、電阻R6以及開關(guān)S1；

所述晶振Y1串聯(lián)在所述U4的XTAL1引腳與XTAL2引腳之間；

所述U4的XTAL1引腳通過所述C10接地，XTAL2引腳通過所述C11接地；

所述U4的VSS引腳接地，VCC引腳連接VCC；

所述U4的RST引腳依次通過所述R5、所述S1和所述C9的并聯(lián)電路連接VCC；所述U4的RST引腳依次通過所述R5以及R6接地。

進(jìn)一步地，所述北斗系統(tǒng)定位電路包括：北斗定位導(dǎo)航模塊U5；

所述U5的TXD引腳連接所述U4的RXD引腳，所述U5的RXD引腳連接所述U4的TXD引腳。

進(jìn)一步地，溫度采集電路包括：溫度傳感芯片U6、電阻R7以及電阻R8；

所述U6的第1引腳SDA通過所述R7連接VCC，第2引腳SCL通過所述R8連接VCC；第4引腳GND、第5引腳A2、第6引腳A1以及第7引腳A0接地；第8引腳VCC連接電源正極；

所述U6的第1引腳SDA連接所述U4的SDA引腳，所述U6的第2引腳SCL連接所述U4的SCL引腳。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路包括：九自由度模塊U7、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13以及電容C12；

所述U7的第1引腳RESV、第8引腳VDDIO以及第13引腳VDD連接VCC；第18引腳GND以及第20引腳接地；

所述U7的第7引腳AUX-CL連接所述U4的ESC引腳相連，所述U7的第12引腳NIC連接所述U4的P1.7引腳相連，U7的第21引腳AUX-DA連接所述U4的ESD引腳相連，所述U7的第22引腳nCS連接所述U4的P2.1/A9引腳相連，所述U7的第23引腳SCL/SCLK連接所述U4的P2.2/A10引腳相連，所述U7的第24引腳SDA/SDI連接所述U4的P2.3/A11引腳相連；

所述，所述U7的第22引腳nCS通過所述R10連接VCC，所述U7的第23引腳SCL/SCLK通過所述R11連接VCC，所述U7的第24引腳SDA/SDI通過所述R9連接VCC；

所述U7的第9引腳ADO/SDO通過電阻R12接地，所述U7的第11引腳FSYNC通過電阻R13接地；

所述U7的第10引腳REGOUT通過所述C12接地。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)傳輸電路包括：GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊U8；

所述U8的RXD引腳連接所述U4的TXD1引腳，所述U8的YXD引腳連接所述U4的RXD1引腳。

進(jìn)一步地，所述太陽能充電電路包括：充電管理芯片U1、電池U2、濾波電容C1、濾波電容C2、插座H1、發(fā)光二極管D1、發(fā)光二極管D2、電阻R1、電阻R2和電阻R3；

所述U1的第1引腳TEMP接地并與所述U2的負(fù)極連接；所述U1的第2引腳ISET通過R1接地，第3引腳GND接地，第5引腳BAT連接所述U2的正極，第8引腳FB通過所述R3連接所述U2的正極；

所述U2正負(fù)極間并聯(lián)所述C1；

所述H1的第2引腳連接所述U1的第5引腳VIN，所述H1的第1引腳接地，所述H1的第1引腳和第2引腳間并聯(lián)所述C2；

所述D1的陰極連接所述U1的第6引腳OK，所述D2的陰極連接所述U1的第7引腳CH；所述D1和D2的陽極相連，并通過所述R2連接所述U1的第4引腳VIN；

其中，所述U1采用。

進(jìn)一步地，所述電源電路包括：穩(wěn)壓芯片U3、電感L1、電感L2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、發(fā)光二極管D3、發(fā)光二極管D4以及電阻R4；

所述U3的第1引腳GND接地，第2引腳OUT連接VCC；

所述U3的第2引腳OUT與第4引腳OUT相連，并通過所述C7和C8并聯(lián)電路接地；

所述U3的第2引腳OUT依次通過串聯(lián)的所述L1、所述C5和C6的并聯(lián)電路、所述L2接地；所述U3的第2引腳OUT通過所述L2連接供電電源；

所述U3的第3引腳IN通過所述C3和所述C4的并聯(lián)電路接地；

所述D3的陰極連接所述U3的第3引腳IN，所述D4的陰極通過所述R4接地，所述D3的陽極和所述D4的陽極連接所述太陽能充電電路的電源正極。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路采集的參數(shù)包括：垂直位移、側(cè)向位移、前后位移、方位角、俯仰角、側(cè)滾角、以及船體運(yùn)動的速度、加速度及角加速度。

進(jìn)一步地，

所述U1采用CN3083充電管理芯片；

所述U3采用ASM11117穩(wěn)壓芯片；

所述U4采用STC15F2K60S2單片機(jī)；

所述U5采用SIM68VB北斗導(dǎo)航模塊；

所述U6采用DS1624感溫芯片；

所述U7采用MPU9255九自由度姿態(tài)模塊；

所述U8采用GPRS8000-S無線通信模塊。

本申請實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請實(shí)施例中提供的海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、運(yùn)動姿態(tài)采集電路、北斗系統(tǒng)定位電路、溫度采集電路、太陽能充電電路、電源穩(wěn)壓電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路建立完整的參數(shù)采集和傳輸系統(tǒng)，實(shí)時測量海洋鉆井船的姿態(tài)參數(shù)，地理位置等信息，測量參數(shù)范圍較廣，為鉆井船的鉆井作業(yè)提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。

進(jìn)一步地，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，傳輸距離較遠(yuǎn)，方便室內(nèi)工作人員對現(xiàn)場工況進(jìn)行有效分析、判斷。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽能充電電路圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電源穩(wěn)壓電路圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的北斗系統(tǒng)定位電路圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的溫度采集電路圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的運(yùn)動姿態(tài)采集電路圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸電路圖。

具體實(shí)施方式

本申請實(shí)施例通過提供一種海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高效的采集海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)操作。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細(xì)的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、運(yùn)動姿態(tài)采集電路、北斗系統(tǒng)定位電路、溫度采集電路、太陽能充電電路、電源穩(wěn)壓電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路；

所述太陽能充電電路通過所述電源穩(wěn)壓電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)；

所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集姿態(tài)參數(shù)并發(fā)送給所述單片機(jī)最小系統(tǒng)；

所述北斗系統(tǒng)定位電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集地理位置信息并發(fā)送給所述單片機(jī)小系統(tǒng)；

所述溫度采集電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，采集溫度參數(shù)并發(fā)送給所述單片機(jī)小系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)傳輸電路與所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路相連，用于建立單片機(jī)最小系統(tǒng)電路與遠(yuǎn)程終端的通信連接，將所述姿態(tài)參數(shù)、地理位置信息以及溫度參數(shù)發(fā)送給遠(yuǎn)程終端。

參見圖4，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)電路包括：單片機(jī)芯片U4、晶振Y1、電容C9、電容C10、電容C11、電阻R5、電阻R6以及開關(guān)S1；

所述晶振Y1串聯(lián)在所述U4的XTAL1引腳與XTAL2引腳之間；

所述U4的XTAL1引腳通過所述C10接地，XTAL2引腳通過所述C11接地；

所述U4的VSS引腳接地，VCC引腳連接VCC；

所述U4的RST引腳依次通過所述R5、所述S1和所述C9的并聯(lián)電路連接VCC；所述U4的RST引腳依次通過所述R5以及R6接地。

參見圖5，所述北斗系統(tǒng)定位電路包括：北斗定位導(dǎo)航模塊U5；

所述U5的TXD引腳連接所述U4的RXD引腳，所述U5的RXD引腳連接所述U4的TXD引腳。

參見圖6，溫度采集電路包括：溫度傳感芯片U6、電阻R7以及電阻R8；

所述U6的第1引腳SDA通過所述R7連接VCC，第2引腳SCL通過所述R8連接VCC；第4引腳GND、第5引腳A2、第6引腳A1以及第7引腳A0接地；第8引腳VCC連接電源正極；

所述U6的第1引腳SDA連接所述U4的SDA引腳，所述U6的第2引腳SCL連接所述U4的SCL引腳。

參見圖7，所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路包括：九自由度模塊U7、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13以及電容C12；

所述U7的第1引腳RESV、第8引腳VDDIO以及第13引腳VDD連接VCC；第18引腳GND以及第20引腳接地；

所述U7的第7引腳AUX-CL連接所述U4的ESC引腳相連，所述U7的第12引腳NIC連接所述U4的P1.7引腳相連，U7的第21引腳AUX-DA連接所述U4的ESD引腳相連，所述U7的第22引腳nCS連接所述U4的P2.1/A9引腳相連，所述U7的第23引腳SCL/SCLK連接所述U4的P2.2/A10引腳相連，所述U7的第24引腳SDA/SDI連接所述U4的P2.3/A11引腳相連；

所述，所述U7的第22引腳nCS通過所述R10連接VCC，所述U7的第23引腳SCL/SCLK通過所述R11連接VCC，所述U7的第24引腳SDA/SDI通過所述R9連接VCC；

所述U7的第9引腳ADO/SDO通過電阻R12接地，所述U7的第11引腳FSYNC通過電阻R13接地；

所述U7的第10引腳REGOUT通過所述C12接地。

參見圖8，所述數(shù)據(jù)傳輸電路包括：GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊U8；

所述U8的RXD引腳連接所述U4的TXD1引腳，所述U8的YXD引腳連接所述U4的RXD1引腳。

參加圖2，所述太陽能充電電路包括：充電管理芯片U1、電池U2、濾波電容C1、濾波電容C2、插座H1、發(fā)光二極管D1、發(fā)光二極管D2、電阻R1、電阻R2和電阻R3；

所述U1的第1引腳TEMP接地并與所述U2的負(fù)極連接；所述U1的第2引腳ISET通過R1接地，第3引腳GND接地，第5引腳BAT連接所述U2的正極，第8引腳FB通過所述R3連接所述U2的正極；

所述U2正負(fù)極間并聯(lián)所述C1；

所述H1的第2引腳連接所述U1的第5引腳VIN，所述H1的第1引腳接地，所述H1的第1引腳和第2引腳間并聯(lián)所述C2；

所述D1的陰極連接所述U1的第6引腳OK，所述D2的陰極連接所述U1的第7引腳CH；所述D1和D2的陽極相連，并通過所述R2連接所述U1的第4引腳VIN；

其中，所述U1采用。

參見圖3，所述電源電路包括：穩(wěn)壓芯片U3、電感L1、電感L2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、發(fā)光二極管D3、發(fā)光二極管D4以及電阻R4；

所述U3的第1引腳GND接地，第2引腳OUT連接VCC；

所述U3的第2引腳OUT與第4引腳OUT相連，并通過所述C7和C8并聯(lián)電路接地；

所述U3的第2引腳OUT依次通過串聯(lián)的所述L1、所述C5和C6的并聯(lián)電路、所述L2接地；所述U3的第2引腳OUT通過所述L2連接供電電源；

所述U3的第3引腳IN通過所述C3和所述C4的并聯(lián)電路接地；

所述D3的陰極連接所述U3的第3引腳IN，所述D4的陰極通過所述R4接地，所述D3的陽極和所述D4的陽極連接所述太陽能充電電路的電源正極。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動姿態(tài)采集電路采集的參數(shù)包括：垂直位移、側(cè)向位移、前后位移、方位角、俯仰角、側(cè)滾角、以及船體運(yùn)動的速度、加速度及角加速度。

具體來說：

所述U1采用CN3083充電管理芯片；

所述U3采用ASM11117穩(wěn)壓芯片；

所述U4采用STC15F2K60S2單片機(jī)；

所述U5采用SIM68VB北斗導(dǎo)航模塊；

所述U6采用DS1624感溫芯片；

所述U7采用MPU9255九自由度姿態(tài)模塊；

所述U8采用GPRS8000-S無線通信模塊。

本申請實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請實(shí)施例中提供的海洋鉆井船運(yùn)動參數(shù)采集系統(tǒng)，通過單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、運(yùn)動姿態(tài)采集電路、北斗系統(tǒng)定位電路、溫度采集電路、太陽能充電電路、電源穩(wěn)壓電路以及數(shù)據(jù)傳輸電路建立完整的參數(shù)采集和傳輸系統(tǒng)，實(shí)時測量海洋鉆井船的姿態(tài)參數(shù)，地理位置等信息，測量參數(shù)范圍較廣，為鉆井船的鉆井作業(yè)提供了必要的數(shù)據(jù)支撐。

進(jìn)一步地，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，傳輸距離較遠(yuǎn)，方便室內(nèi)工作人員對現(xiàn)場工況進(jìn)行有效分析、判斷。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。