海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海洋環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]廣闊的海洋以其占地98%的水體成為全球生態(tài)圈的重要組成部分，海洋資源的儲藏量不可估量，我國是世界上人口最多的沿海國家，海洋開發(fā)已經(jīng)列入國家發(fā)展戰(zhàn)略，對海洋資源的開發(fā)離不開科技支持，海洋開發(fā)與陸地上的開發(fā)不同，其特殊的環(huán)境對開發(fā)的影響很大，海洋資源開發(fā)很大程度上依賴于海洋環(huán)境的保障，我們必須對開發(fā)區(qū)域的海洋環(huán)境了如指掌，并且需要時(shí)刻獲取海洋環(huán)境場的溫度、鹽度和密度等等參數(shù)，因此建立海洋環(huán)境場信息系統(tǒng)具有十分重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的是能夠測量海洋環(huán)境參數(shù)的單點(diǎn)測量方法，該方法缺陷在于:無法適用于大范圍的環(huán)境參數(shù)，以及無法獲取獲取一定范圍內(nèi)海洋環(huán)境平均參數(shù)，因而單點(diǎn)測量法具有嚴(yán)重的局限性。
[0004]此外，海洋聲層析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境參數(shù)檢測的一種有效方法，其是指利用聲學(xué)方法在大范圍海域測量海洋動力特性的一種遙感技術(shù)，海洋層析測量時(shí)，在所測量的水域周圍，布設(shè)若干個水聲發(fā)射和接收換能器，一些換能器發(fā)射聲信號，另一些接收聲信號，并精確測量聲波的傳播時(shí)間，計(jì)算聲波傳播的速度，獲取海水的溫度、鹽度、密度、流向和流速等參數(shù)，但是目前大部分海洋聲層析技術(shù)還處于研究階段，由于設(shè)備復(fù)雜度、平臺搭建難度過高而無法投入實(shí)際使用。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人特別研制出一種能夠利用較少的儀器實(shí)現(xiàn)大范圍的海洋參數(shù)檢測，能夠遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制的海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，能夠利用較少的儀器實(shí)現(xiàn)大范圍的海洋環(huán)境場的平均參數(shù)檢測，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸和檢測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制裝置、無線傳輸裝置和多個環(huán)境檢測裝置，遠(yuǎn)程控制裝置通過無線傳輸裝置分別與多個環(huán)境檢測裝置無線連接，所述環(huán)境檢測裝置包括數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置和電源，聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置分別與數(shù)據(jù)處理器連接，電源分別與數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置和GPS定位裝置連接；
[0009]所述無線傳輸裝置包括一個中心節(jié)點(diǎn)、多個路由節(jié)點(diǎn)和多個終端節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程控制通過串口連接，中心節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)無線，每個路由節(jié)點(diǎn)與多個終端節(jié)點(diǎn)無線連接，每個路由節(jié)點(diǎn)與多個終端節(jié)點(diǎn)構(gòu)成無線傳輸基層群組，該多個終端節(jié)點(diǎn)之間皆處于聲波信號的傳輸范圍內(nèi)；
[0010]所述中心節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)均為433MHz無線透傳模塊，所述終端節(jié)點(diǎn)由433MHz無線透傳模塊和環(huán)境檢測裝置組成，終端節(jié)點(diǎn)的433MHz無線透傳模塊與環(huán)境檢測系統(tǒng)之間通過串口連接。
[0011]所述遠(yuǎn)程控制裝置包括控制中心、WIFI模塊和串口模塊，控制中心分別與WIFI模塊和串口模塊連接，串口模塊還與中心節(jié)點(diǎn)連接。
[0012]所述控制中心可以是計(jì)算機(jī)、控制器或平板電腦。
[0013]所述電源為太陽能蓄電池。
[0014]所述聲波信號發(fā)射裝置包括依次連接的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、輸出功率放大電路和換能器，聲波信號采集裝置包括依次連接的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、輸入功率放大電路、濾波器和水聽器，所述數(shù)據(jù)處理器為CorteX-M3內(nèi)核處理器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器分別與Cortex-M3內(nèi)核處理器連接。
[0015]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0016]在所要檢測海洋環(huán)境場中部署無線傳輸基層群組，遠(yuǎn)程控制裝置通過無線傳輸裝置控制著每個終端節(jié)點(diǎn)環(huán)境檢測裝置的工作，無線傳輸基層群組的各個環(huán)境檢測裝置依次進(jìn)行聲波信號的相互收發(fā)；
[0017]在一個無線傳輸基層群組中，當(dāng)其中一個環(huán)境檢測裝置發(fā)射聲波信號時(shí)，其為發(fā)射站；該無線傳輸基層群組中的其他的環(huán)境檢測裝置皆處于接收狀態(tài)，則除發(fā)射站外的環(huán)境檢測裝置為接收站；
[0018]在發(fā)射站中:環(huán)境檢測裝置的數(shù)據(jù)處理器生成數(shù)字信號并將該數(shù)字信號發(fā)送至信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，又將該模擬信號轉(zhuǎn)換為聲波信號，最后發(fā)射該聲波信號，同時(shí)GPS定位裝置以一定的頻率向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送時(shí)間信號和位置信號，數(shù)據(jù)處理器將聲波信號的發(fā)射時(shí)間和發(fā)射站地址以數(shù)據(jù)包的形式存儲，最后數(shù)據(jù)處理器將數(shù)據(jù)包依次通過終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)的433MHz無線透傳模塊上傳至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)；
[0019]在接收站中:數(shù)據(jù)采集裝置接收聲波信號，將該聲波信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，又將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器，同時(shí)GPS定位裝置以一定的頻率向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送時(shí)間信號和位置信號，數(shù)據(jù)處理器將聲波信號的接收時(shí)間和接收站地址以數(shù)據(jù)包的形式存儲，最后數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)包依次通過終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)的433MHz無線透傳模塊上傳至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)；
[0020]遠(yuǎn)程控制裝置根據(jù)數(shù)據(jù)包中的聲波信號發(fā)射時(shí)間、接收時(shí)間、發(fā)射站序號和接收站序號得出兩個終端節(jié)點(diǎn)之間的聲波信號傳播時(shí)間及傳播速度，最終得到海水的參數(shù)包括溫度、鹽度、密度、流向和流速，對一個無線傳輸基層群組所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得出海洋環(huán)境場的平均參數(shù)。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型將環(huán)境檢測裝置與無線傳輸裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大范圍海洋數(shù)據(jù)采集和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫結(jié)合，而環(huán)境檢測裝置由遠(yuǎn)程控制裝置通過無線傳輸裝置進(jìn)行控制，所采集的數(shù)據(jù)具有時(shí)效性、規(guī)模性和高精準(zhǔn)度，整個系統(tǒng)運(yùn)行高效，操作便捷，本實(shí)用新型還將海洋聲層析技術(shù)應(yīng)用到海洋開發(fā)中，通過無線通信的方式，實(shí)時(shí)地獲取海洋環(huán)境場的參數(shù)，而且部署較少的環(huán)境檢測裝置，就能實(shí)現(xiàn)大范圍的海洋環(huán)境場的平均參數(shù)檢測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，為海航開發(fā)提供了重要的數(shù)據(jù)參考，應(yīng)用價(jià)值極高。
[0022]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型環(huán)境檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型無線傳輸裝置中各個433MHz無線透傳模塊分布圖；
[0026]圖4是本實(shí)用新型一個無線傳輸基層群組的各個環(huán)境檢測系統(tǒng)聲波信號傳輸示意圖；
[0027]圖5是環(huán)境檢測裝置在海洋的安裝示意圖。
[0028]標(biāo)號說明。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型揭示的海洋環(huán)境場遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制裝置、無線傳輸裝置和多個環(huán)境檢測裝置，遠(yuǎn)程控制裝置通過無線傳輸裝置分別與多個環(huán)境檢測裝置無線連接，所述環(huán)境檢測裝置包括數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置和電源，聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置、GPS定位裝置分別與數(shù)據(jù)處理器連接，電源分別與數(shù)據(jù)處理器、聲波信號發(fā)射裝置、聲波信號采集裝置和GPS定位裝置連接，本實(shí)施例中，電源為環(huán)保節(jié)能的太陽能蓄電池。
[0030]無線傳輸裝置包括一個中心節(jié)點(diǎn)、多個路由節(jié)點(diǎn)和多個終端節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程控制通過串口連接，中心節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)無線，每個路由節(jié)點(diǎn)與多個終端節(jié)點(diǎn)無線連接，每個路由節(jié)