一種水上光強無線測試陣列系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水上光強的測試系統(tǒng)技術領域，涉及一種水上光強無線測試陣列系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]多數(shù)魚類都有一個適宜活動的光照范圍，即產(chǎn)生最大趨光率時的光強區(qū)間，當光照強度達到魚類的適合照度或嗜好照度時，就能引起魚類在該照度的水層內(nèi)集群，利用魚類的這一趨光特性，目前海上的捕魚作業(yè)，主要借助于一定的光照工具來獲取較大的捕魚效率。集魚燈是光誘漁業(yè)的重要生產(chǎn)工具，利用魚類的趨光性特點，采用燈光誘集魚群，然后進行圍捕或釣捕。我國海洋捕撈漁船中，光誘作業(yè)占據(jù)重要位置，該類作業(yè)方式包括圍網(wǎng)、敷網(wǎng)、遠洋魷釣、秋刀魚圍網(wǎng)等。然而對于不同的魚類其趨光性也會有所差異，因此為提高誘集效果，充分分析和測試集魚燈的光強分布就顯得尤為重要。
[0003]目前集魚燈光強測試主要是在選定的光照區(qū)域中，劃分成等間距的陣列形式，利用光照度計逐點測量光強，根據(jù)測試結果分析集魚燈的照度分布情況。雖然這種方法在測量實際光照分布中得到了廣泛的應用，但是在測量結果上存在一定的誤差，首先在逐點測試時，每一次光照度計放置都不會完全相同，接受光照的情況也會有所不同；其次，測試者引入一定的干擾，人體及所著服飾相對于光照度計的位置改變產(chǎn)生的反射光各不相同，由此對測試結果會產(chǎn)生很大的影響；另外利用此方法在海面上進行測量尤為困難，由于人為的劃分測試點在海面上難以實現(xiàn)，因此在測量時也只有在大概估計的位置進行測量，造成位置誤差，影響到結果的分析，而且上述測量方法的明顯缺點是費時費力，因此綜合考慮以上幾點，為提高測量精度，減少人力成本，我們設計了一個無線光強測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要為實現(xiàn)海面上測光需求，利用激光測距技術實現(xiàn)自動排列光照度計位置，同步測量，實時采集，無線傳輸數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種水上光強無線測試陣列系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的水上光強逐點測試難定位的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案是包括若干個主節(jié)點浮標和若干個次節(jié)點浮標，每個主節(jié)點浮標安裝在船上，次節(jié)點浮標設置在主節(jié)點浮標周圍，每個主節(jié)點浮標和次節(jié)點浮標上均設有單片機，單片機分別通過電路連接光敏傳感器、激光測距模塊、動力驅動模塊、GPS定位模塊和無線收發(fā)模塊，動力驅動模塊通過電路連接步進電機，激光測距模塊設置在主節(jié)點浮標或次節(jié)點浮標的四角。
[0006]進一步，所述主節(jié)點浮標和若干個次節(jié)點浮標兩兩之間的最大距離不大于1.5m。
[0007]進一步，所述激光測距模塊的型號為DLS-A16 ;所述單片機型號為CC2530 ;所述步進電機的主控芯片為ULN2803。
[0008]本發(fā)明的有益效果是能夠很好地對水上光強逐點測試定位。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明水上光強無線測試陣列系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)電路原理圖；
[0010]圖2是本發(fā)明光敏傳感器模塊的硅光二極管的電路原理圖；
[0011]圖3是本發(fā)明激光測距模塊與單片機電路連接原理圖；
[0012]圖4是本發(fā)明ULN2803芯片與CC2530的接口連接示意圖；
[0013]圖5是本發(fā)明ULN2803芯片與CC2530電路連接原理圖；
[0014]圖6是本發(fā)明CC2530的無線發(fā)射電路圖；
[0015]圖7是本發(fā)明CC2530的無線接收電路圖；
[0016]圖8是本發(fā)明浮標式光強測試系統(tǒng)的陣列式排列示意圖；
[0017]圖9是本發(fā)明系統(tǒng)工作流程不意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]本發(fā)明的一種水上光強無線測試陣列系統(tǒng)包括若干個主節(jié)點浮標和若干個次節(jié)點浮標，每個主節(jié)點浮標安裝在船上，次節(jié)點浮標設置在主節(jié)點浮標周圍，每個主節(jié)點浮標和次節(jié)點浮標上均設有單片機，單片機分別通過電路連接光敏傳感器、激光測距模塊、動力驅動模塊、GPS定位模塊和無線收發(fā)模塊，動力驅動模塊通過電路連接步進電機，激光測距模塊設置在主節(jié)點浮標或次節(jié)點浮標的四角。主節(jié)點浮標和若干個次節(jié)點浮標兩兩之間的最大距離不大于1.5m。激光測距模塊的型號為DLS-A16 ;所述單片機型號為CC2530 ;所述步進電機的主控芯片為ULN2803。
[0020]光敏傳感器，用于測量光強，激光測距模塊用于測量不同浮標之間的間距，將數(shù)據(jù)提供給單片機，單片機對數(shù)據(jù)進行處理后發(fā)送控制命令給動力驅動模塊，從而驅動控制浮標移動到指定的位置上。單片機主要控制數(shù)據(jù)的采集、動力的驅動及無線數(shù)據(jù)的傳輸，通過激光測距模塊給出浮標之間的位置信息，由單片機進行數(shù)據(jù)處理并發(fā)出指令，通過動力驅動模塊驅動浮標到指定的位置，使浮標完成規(guī)定的陣列排列形式，在此基礎上，光敏傳感器把測試到的數(shù)據(jù)通過單片機把數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)無線收發(fā)模塊，通過無線方式發(fā)送給終端機進行顯示，完成一定水域面積上的光強測試，GPS定位模塊用來確定測量水域的地理位置。
[0021]單片機系統(tǒng)電路原理圖如圖1所示，單片機型號為CC2530，CC2530單片機是一款完全兼容8051內(nèi)核，并提供和無線設備之間的接口，這使得可以發(fā)出命令，讀取狀態(tài)，自動操作和確定無線設備事件的順序。支持IEEE802.15.4協(xié)議的2.4GHZ無線射頻單片機，最大擁有256KB的可編程FLASH容量，12個10位精度的A/D轉換通道，21個雙向的I/O端口，能滿足Z-Stack運行內(nèi)存容量的要求。如圖1所示為CC2530單片機的最小系統(tǒng)圖。
[0022]光敏傳感器的硅光二極管的電路如圖2所示，采用OPA129運放進行信號放大，OPA129為雙電源工作，正負電源引腳分別為7腳和5腳，每個電源引腳分別接入0.1uF的小容量電容(C25，C26)進行高頻濾波。硅光二極管采集到的光強數(shù)值通過OPA129運放的2端口反向輸入，經(jīng)過放大之后，經(jīng)由6端口輸出，再經(jīng)CC2530的Pcki引腳傳輸給中央控制器。在該電路中電容C28和電阻R5取值的大小決定了光敏傳感器采樣頻率的大小，因此該系統(tǒng)可以根據(jù)需要測試不同波長的光。為防止產(chǎn)生振蕩和噪聲的干擾，電路中接入了 C29和C27兩個旁路電容，為避免數(shù)字信號對微弱模擬部分的干擾，在數(shù)字電源和模擬地之間用磁珠(B1，B2)隔離，防止高頻信號融入模擬部分。
[0023]激光測距模塊，由于每個浮標需要根據(jù)主節(jié)點浮標的位置及相鄰浮標的距離判定自身的位置，因此在其前后左右四個方向分別安裝一個激光測距傳感器即激光測距模塊，并根據(jù)浮標的序號給四個激光測距傳感器按照一定的排序分別命名，便于識別某個方向上采集到的距離信息，進行定位。由于每個浮標之間的距離一般不大于1.5米，因此對測距精度要求比較