一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，屬于浮標(biāo)岸站通信系統(tǒng)領(lǐng)域，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題為如何能夠確保岸站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且移動(dòng)方便。技術(shù)方案為：該系統(tǒng)包括PC機(jī)、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設(shè)置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一與GPRS模塊的串口連接；岸站控制器的串口二與銥星通信模塊的串口連接；岸站控制器的串口三與PC機(jī)的串口連接；岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊。
【專利說(shuō)明】
一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及浮標(biāo)岸站通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋資料浮標(biāo)是現(xiàn)代海洋環(huán)境立體檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，是長(zhǎng)期連續(xù)進(jìn)行海洋監(jiān)測(cè)的主要手段之一，具有長(zhǎng)期、連續(xù)、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)海洋情況的特點(diǎn)，是其它海洋監(jiān)測(cè)手段無(wú)法替代的。岸站作為浮標(biāo)系統(tǒng)重要組成部分，其功能是負(fù)責(zé)出航前的準(zhǔn)備、浮標(biāo)工作時(shí)的通信與數(shù)據(jù)接收以及歸航后設(shè)備維護(hù)與數(shù)據(jù)的處理等工作。
[0003]隨著嵌入式技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)的發(fā)展，以嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái)的無(wú)線通信、數(shù)據(jù)采集發(fā)布系統(tǒng)應(yīng)用地越來(lái)越廣泛。
[0004]深海浮標(biāo)一般投放在特定位置的深海上。岸站通信系統(tǒng)在浮標(biāo)工作時(shí)與其通信，現(xiàn)有的浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高且移動(dòng)不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是提供一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，來(lái)解決如何能夠確保岸站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且移動(dòng)方便的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括PC機(jī)、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設(shè)置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一與GPRS模塊的串口連接，岸站控制器通過(guò)串口一與GPRS模塊進(jìn)行通信，完成短信通知及時(shí)間校準(zhǔn)功能，岸站控制器將通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到岸站控制器上的SD卡中；岸站控制器的串口二與銥星通信模塊的串口連接，岸站控制器通過(guò)串口二與銥星通信模塊進(jìn)行通信，給銥星通信模塊發(fā)送命令，并且接收銥星通信模塊發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù);岸站控制器的串口三與PC機(jī)的串口連接，岸站控制器通過(guò)串口三與PC機(jī)連接通信，PC機(jī)通過(guò)岸站控制器的串口三設(shè)置岸站控制器的時(shí)間，并監(jiān)視岸站控制器的運(yùn)行狀況;岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊，繼電器二連接GPRS模塊，岸站控制器通過(guò)控制繼電器一和繼電器二來(lái)控制銥星通信模塊和GPRS模塊的通電及斷電。
[0007]其中，該系統(tǒng)還包括硬件初始化模塊、時(shí)間顯示模塊、銥星命令發(fā)送模塊、短信和時(shí)間校準(zhǔn)命令發(fā)送模塊以及命令時(shí)間監(jiān)視模塊。硬件初始化模塊包括串口初始化模塊、GP1初始化模塊以及SD卡初始化模塊。時(shí)間顯示模塊通過(guò)岸站控制器的串口三輸出系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間，并通過(guò)PC機(jī)顯示系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間，判斷與銥星通信模塊與GPRS模塊的通信開始與結(jié)束時(shí)間，在通信開始時(shí)間到時(shí)，給銥星通信模塊和GPRS模塊上電開始通信，在通信結(jié)束時(shí)間到時(shí)，關(guān)閉銥星通信模塊與GPRS模塊的電源。銥星命令發(fā)送模塊與岸站控制器的串口二中斷配合，實(shí)現(xiàn)與銥星通信模塊進(jìn)行通信，建立通信連接并且接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡中。短信及時(shí)間校準(zhǔn)模塊與岸站控制器的串口一中斷配合，在每天的特定時(shí)間與GPRS模塊通信，將每天數(shù)據(jù)的接收情況發(fā)送給管理者，并且讀取GPRS模塊的時(shí)間，用此時(shí)間來(lái)更新岸站控制器的內(nèi)部時(shí)間，用于與海上的浮標(biāo)控制器的時(shí)間保持同步。命令時(shí)間監(jiān)視模塊用于監(jiān)視命令發(fā)送的時(shí)間，如果某一條命令發(fā)送超時(shí)，將采取進(jìn)一步措施，或者中斷通信，或者再次發(fā)送該命令。
[0008]作為優(yōu)選，所述電源模塊采用12V直流電源。
[0009]更優(yōu)地，所述岸站控制器上還設(shè)置有備用電池，該備用電池采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V，紐扣電池作為岸站控制器的備份電源，在該系統(tǒng)掉電時(shí)保持系統(tǒng)RTC時(shí)鐘的正常運(yùn)行。
[0010]更優(yōu)地，所述岸站控制器的型號(hào)為STM32F103VET6且具有SD1接口。
[0011]作為優(yōu)選，所述GPRS模塊的型號(hào)為SB1900A。
[0012]本實(shí)用新型的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0013]1、本實(shí)用新型包括岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊;該通信系統(tǒng)在每天的特定時(shí)間段通過(guò)銥星與海洋上的浮標(biāo)控制器進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)存入SD卡中；通過(guò)GPRS模塊更新系統(tǒng)時(shí)間，并且將每天的數(shù)據(jù)接收情況以短信形式發(fā)送給管理者;該系統(tǒng)具有靈活便攜，成本低并且運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)；
[0014]2、本實(shí)用新型中采用的GPRS模塊中的GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱，GPRS具有以下特點(diǎn):(I)覆蓋面廣，接入時(shí)間短；(2)永遠(yuǎn)在線:激活GPRS應(yīng)用后，將一直保持在線；(3)按流量計(jì)費(fèi)，可提供經(jīng)濟(jì)的傳輸成本;(4)傳輸速率高，傳輸速率快速穩(wěn)定;而銥星通信模塊中的銥星系統(tǒng)是美國(guó)摩托羅拉公司設(shè)計(jì)的低軌全球個(gè)人衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，它與現(xiàn)有通信網(wǎng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球數(shù)字化個(gè)人通信，與目前的衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比，銥星通信具有以下2大特點(diǎn):(I)通信速率高，信號(hào)時(shí)延低，損耗小，可實(shí)現(xiàn)高可靠性的實(shí)時(shí)衛(wèi)星通信；(2)每部衛(wèi)星移動(dòng)手持電話都可以與衛(wèi)星連接，使地球上能看得見的地方都可以進(jìn)行通信;本實(shí)用新型將GPRS模塊和銥星通信模塊的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了岸站無(wú)線通信，同時(shí)岸站通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且移動(dòng)方便。
[0015]故本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、體積小、使用方便、一物多用等特點(diǎn)，因而，具有很好的推廣使用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]附圖1為一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]附圖2為一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)的主函數(shù)流程圖；
[0019]附圖3為附圖2的串口中斷流程圖。
[0020]圖中:1、岸站控制器，2、PC機(jī)，3、銥星通信模塊，4、GPRS模塊，5、繼電器一，6、繼電器二，7、電源模塊，8、串口一，9、串口二，10、串口三，11、備用電池，12、串口初始化模塊，13、GP1初始化模塊，14、SD卡初始化模塊，15、時(shí)間顯示模塊，16、銥星命令發(fā)送模塊，17、短信和時(shí)間校準(zhǔn)命令發(fā)送模塊，18、命令時(shí)間監(jiān)視模塊，19、SD卡。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]如附圖1所示，本實(shí)用新型的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括PC機(jī)2、岸站控制器1、銥星通信模塊3、GPRS模塊4、繼電器一5、繼電器二 6以及電源模塊7，岸站控制器I上設(shè)置有串口一8、串口二9、串口三10和SD卡19，岸站控制器I的串口一8與GPRS模塊4的串口連接，岸站控制器I通過(guò)串口一8與GPRS模塊4進(jìn)行通信，完成短信通知及時(shí)間校準(zhǔn)功能，岸站控制器I將通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到岸站控制器I上的SD卡19中；岸站控制器I的串口二9與銥星通信模塊3的串口連接，岸站控制器I通過(guò)串口二9與銥星通信模塊3進(jìn)行通信，給銥星通信模塊3發(fā)送命令，并且接收銥星通信模塊3發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù);岸站控制器I的串口三10與PC機(jī)2的串口連接，岸站控制器I通過(guò)串口三10與PC機(jī)2連接通信，PC機(jī)2通過(guò)岸站控制器I的串口三10設(shè)置岸站控制器I的時(shí)間，并監(jiān)視岸站控制器I的運(yùn)行狀況;岸站控制器I分別連接繼電器一5和繼電器二6 ；電源模塊7分別連接繼電器一5、繼電器二6和岸站控制器I，繼電器一5連接銥星通信模塊3，繼電器二 6連接GPRS模塊4，岸站控制器I通過(guò)控制繼電器一 5和繼電器二6來(lái)控制銥星通信模塊3和GPRS模塊4的通電及斷電。電源模塊7采用12V直流電源。岸站控制器I上還設(shè)置有備用電池11，該備用電池11采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V，紐扣電池作為岸站控制器的備份電源，在該系統(tǒng)掉電時(shí)保持系統(tǒng)RTC時(shí)鐘的正常運(yùn)行。岸站控制器I的型號(hào)為STM32F103VET6且具有SD1接口，可方便對(duì)SD卡進(jìn)行讀寫操作。GPRS模塊4的型號(hào)為S頂900A。
[0023]該岸站通信系統(tǒng)與海洋浮標(biāo)有特定的通信時(shí)間段，在通信時(shí)間內(nèi)兩者均上電通信，在通信時(shí)間之外兩者斷電，以節(jié)省電能。該岸站通信系統(tǒng)與海洋浮標(biāo)開始通信時(shí)，岸站系統(tǒng)中的岸站控制器I控制繼電器一5使銥星通信模塊3上電，接著岸站控制器I給銥星通信模塊3撥號(hào)與浮標(biāo)控制器建立連接，建立連接后，兩者的數(shù)據(jù)傳輸變?yōu)橥该鱾鬏?，岸站控制器I通過(guò)串口發(fā)送命令給浮標(biāo)控制器獲取浮標(biāo)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成或者通信時(shí)間到，岸站控制器I控制繼電器一 5關(guān)閉為銥星通信模塊3供電的電源模塊7，結(jié)束通信過(guò)程。岸站控制器I在每天的固定時(shí)間通過(guò)控制繼電器二6給GPRS模塊上電，將一天的銥星通信模塊3的數(shù)據(jù)通信結(jié)果以短信的方式發(fā)送給管理者，并對(duì)岸站通信系統(tǒng)中岸站控制器I的時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，以保持和浮標(biāo)控制器時(shí)間的同步。
[0024]如附圖2所示，在該岸站通信系統(tǒng)主函數(shù)中進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置，中斷配置，通過(guò)串口初始化模塊12實(shí)現(xiàn)串口初始化，通過(guò)GP1初始化模塊13實(shí)現(xiàn)GP1初始化，通過(guò)SD卡初始化模塊14實(shí)現(xiàn)SD卡初始化，接著讀取SD卡19中的配置文件，配置文件分為兩種，一種是存儲(chǔ)銥星號(hào)碼與短信聯(lián)系人的文件，另一種是記錄銥星通信時(shí)間斷點(diǎn)的文件。最后主程序進(jìn)入無(wú)限循環(huán)中，該無(wú)限循環(huán)中有四個(gè)模塊，分別為:時(shí)間顯示模塊15、銥星命令發(fā)送模塊16、短信及時(shí)間校準(zhǔn)模塊17、以及命令時(shí)間監(jiān)視模塊18。時(shí)間顯示模塊15的功能是通過(guò)串口三1輸出顯示系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間，判斷與銥星通信模塊3與GPRS模塊4的通信開始與結(jié)束時(shí)間，在通信開始時(shí)間到時(shí)，給銥星通信模塊3和GPRS模塊4上電開始通信，在通信結(jié)束時(shí)間到時(shí)，關(guān)閉銥星通信模塊3與GPRS模塊4的電源。銥星命令發(fā)送模塊16主要是與串口二 9中斷配合與銥星通信模塊3進(jìn)行通信，建立通信連接并且接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡19中。短信及時(shí)間校準(zhǔn)模塊17的功能是與串口一 8中斷配合在每天的特定時(shí)間與GPRS模塊4通信，將每天數(shù)據(jù)的接收情況發(fā)送給管理者，并且讀取GPRS模塊4的時(shí)間，用此時(shí)間來(lái)更新岸站控制器I的內(nèi)部時(shí)間，用來(lái)與浮標(biāo)控制器的時(shí)間保持同步。命令時(shí)間監(jiān)視模塊18用來(lái)監(jiān)視命令發(fā)送的時(shí)間，如果某一條命令發(fā)送超時(shí)，將采取進(jìn)一步措施，或者中斷通信，或者再次發(fā)送該命令。
[0025]如附圖3所示，首先，串口一8、串口二9、串口三10以及與之對(duì)應(yīng)連接的GPRS模塊4的串口、銥星通信模塊3的串口、PC機(jī)2的串口接收字符;然后分析接收字符串；再然后，設(shè)置通信標(biāo)志位;最后，串口中斷，通信結(jié)束。
[0026]本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程:該岸站通信系統(tǒng)在每天格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的O點(diǎn)、6點(diǎn)、12點(diǎn)以及18點(diǎn)與浮標(biāo)進(jìn)行銥星通信，通信時(shí)間為15分鐘;在6點(diǎn)與GPRS模塊4通信，通信時(shí)間為10分鐘；當(dāng)檢測(cè)到與銥星通信模塊3的時(shí)間到后，岸站控制器I控制繼電器一5，接通銥星通信模塊3的電源，岸站控制器I通過(guò)串口二9與銥星通信模塊3進(jìn)行通信，與浮標(biāo)上的浮標(biāo)控制器建立通信連接，當(dāng)連接建立后，數(shù)據(jù)傳輸變?yōu)橥该鱾鬏敚墩究刂破鱅通過(guò)串口二9發(fā)送命令，接收浮標(biāo)控制器傳遞來(lái)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存放到SD卡19中；當(dāng)通信時(shí)間到或者本次的數(shù)據(jù)接收完畢，將下一次要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)間記錄在配置文件中，接著岸站控制器I控制繼電器一 5關(guān)閉銥星通信模塊的電源，結(jié)束此次數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)岸站控制器I檢測(cè)到是6點(diǎn)時(shí)通過(guò)串口一開始與GPRS模塊4進(jìn)行通信，通過(guò)發(fā)送AT指令將一天的數(shù)據(jù)傳輸情況以短信形式發(fā)送給管理者，然后讀取GPRS模塊4的時(shí)間來(lái)更新岸站控制器I的時(shí)間，以保持與浮標(biāo)控制器時(shí)間的同步，當(dāng)通信的時(shí)間到或者本次通信過(guò)程完畢，將岸站控制器I控制繼電器二6關(guān)閉GPRS模塊4的電源，本次通信過(guò)程結(jié)束。
[0027]通過(guò)上面【具體實(shí)施方式】，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的一種【具體實(shí)施方式】。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。
[0028]除說(shuō)明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括PC機(jī)、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設(shè)置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口 一與GPRS模塊的串口連接;岸站控制器的串口 二與銥星通信模塊的串口連接;岸站控制器的串口三與PC機(jī)的串口連接;岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊，繼電器二連接GPRS模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊采用12V直流電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，其特征在于:所述岸站控制器上還設(shè)置有備用電池，該備用電池采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，其特征在于:所述岸站控制器的型號(hào)為STM32F103VET6且具有SD1接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式深海浮標(biāo)的岸站通信系統(tǒng)，其特征在于:所述GPRS模塊的型號(hào)為S頂900A。
【文檔編號(hào)】H04W84/06GK205491170SQ201620304242
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】王萬(wàn)強(qiáng), 劉強(qiáng), 于治樓
【申請(qǐng)人】浪潮集團(tuán)有限公司