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專利名稱：一種有站位、深度測量和無線通信功能的海流計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有站位、深度測量和無線通信功能的海流測量儀器。
背景技術：
在常規的海岸帶和近海的水文環境調查中，海流是一個關鍵水文要素。海流觀測資料是海域工程設計模型試驗的重要基礎數據，所有的海岸海洋工程項目都要進行海流觀測。目前海岸海洋工程項目的海流觀測一般是用GPS尋找測量站位，找到站位后錨定測量船，使用SLC9-2、RCM7等海流計，通過人工控制鋼纜長度來實現表層(自然海面下1m)、中層(0.6H)和底層(距海底1.5m)的多層次、多站位海流準同步觀測。它存在下列問題惡劣海況下鋼纜嚴重漂移，造成層次不準確；海上工作艱苦，在大風大浪時疲憊不堪的觀測人員往往沒有注意到測量船跑錨引起的站位誤差(特別在夜間)。層次和站位的過失誤差給觀測資料的分析處理帶來很大的困難，影響到海岸海洋工程項目設計參數的準確性。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種能實現對海流觀測數據及其觀測層次和站位的實時同步存儲、顯示和遠傳，能有效地提高海流觀測層次和觀測站位的準確性的具有站位、深度測量和無線通信功能的海流測量儀器。
實現本實用新型的技術方案是將壓力傳感器、GPS接收模塊、通信模塊、LCD顯示器、數據存儲器等集成到海流觀測儀器中，儀器包括水下部分和水上部分，水下部分和水上部分之間用水密電纜連接。所說的水下部分由壓力傳感器、電子羅盤、雙軸電磁海流傳感器、RS485接口、串口擴展電路、單片機和電源電路組成；所說的水上部分由GPS模塊、通信模塊、LCD顯示器、標準RS232接口、RS485接口、串口擴展電路、單片機、數據存儲器、實時時鐘和電源電路組成；在水下部分，用以測量海流傳感器所在的深度的壓力傳感器與單片機連接，用以測量海流流向的電子羅盤和用以測量海流流速的雙軸電磁海流傳感器通過串口擴展電路與單片機連接，經單片機處理的深度、流向和流速數據由單片機經RS485接口以總線方式通過水密電纜傳輸到水上部分的RS485接口，存儲到數據存儲器；在水上部分，用以同步測量觀測點經緯度的GPS模塊、傳輸觀測數據的通信模塊、LCD顯示器、標準RS232接口和RS485接口通過串口擴展電路與單片機連接，數據存儲器和實時時鐘分別與單片機的相應端口連接；水下部分的電源電路和水上部分的電源電路分別為水下部分和水上部分提供電源。
儀器工作時，水下部分的單片機控制雙軸電磁海流傳感器分別測量X、Y兩維的流速，計算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用電子羅盤測量到的儀器方位角與流向進行合成，得到海流的真實流向；壓力傳感器測量海流傳感器所在的深度。流速、流向和深度的數據以RS485總線的方式通過水密電纜傳輸到水上部分的單片機，該單片機將GPS模塊同步測量到的觀測點的經緯度的站位數據以及流速、流向和深度數據存儲在數據存儲器中，并在LCD顯示器上顯示、送到通信模塊調制發射。水上部分可以安裝在浮標或測量船上。
本實用新型由于采用壓力傳感器同步測量海流傳感器所在深度、用GPS模塊同步測量觀測點的經緯度，可以保證觀測層次和站位的準確性；用通信模塊傳輸觀測數據，實現海流的遠程實時觀測。利用公共無線通訊網傳輸實時觀測數據，具有信息傳輸區域大、受環境影響小、可隨意分布和移動觀測點、費用低廉等優點。


圖1為本實用新型所設計有站位、深度測量和無線通信功能的海流計的電路總體框圖；圖2為本實用新型海流計的水下部分的一種具體實施電路圖；圖3為本實用新型海流計的水上部分的一種具體實施電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖1、2、3對本實用新型的實施方式作進一步的說明如附圖1所示，本實施方案包括水下部分1和水上部分2，水下部分的電路圖如附圖2所示，水上部分的電路圖如附圖3所示，水上部分可以安裝在浮標或測量船上，通過水密電纜A以RS485總線的方式與水下部分連接。水下部分的單片機1.7通過串口擴展電路1.6分別控制雙軸電磁海流傳感器1.4、電子羅盤1.3和RS485接口1.5，雙軸電磁海流傳感器1.4分別測量X、Y兩維的流速，計算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用電子羅盤1.3測量到的儀器方位角與流向進行合成，得到海流的真實流向；壓力傳感器1.2測量海流傳感器所在的深度。流速、流向和深度的數據經RS485接口1.5通過水密電纜A傳輸到水上部分的RS485接口2.5。單片機2.8通過串口擴展電路2.7分別控制RS485接口2.5接收水下部分的測量數據；控制GPS模塊2.2采集觀測點的經緯度；將觀測數據送到通信模塊2.3調制發射；將觀測數據送到LCD顯示器2.4顯示；同時也將觀測數據存儲在數據存儲器2.9中，實時時鐘2.10提供定時觀測的時間基準，標準RS232接口2.6提供了通過計算機對海流計進行參數設置和數據下載的接口，電源電路1.1提供了水下部分的電源，電源電路2.1提供了水上部分的電源。
水下部分電路如附圖2所示，電源電路1.1采用4節3.6V鋰電池通過二極管D1～D4降壓成3.3V后并聯供給雙軸電磁海流傳感器1.4、RS485接口1.5、串口擴展電路1.6和單片機1.7，通過REG710集成電路將3.3V電壓轉換成5.0V供給電子羅盤1.3，通過MAX860集成電路將3.3V電壓轉換成6.6V供給壓力傳感器1.2；壓力傳感器1.2采用2100A型壓力傳感器；電子羅盤1.3采用HMR3300型電子羅盤；雙軸電磁海流傳感器1.4采用ALEC電磁海流傳感器；RS485接口1.5采用SN65HVD10D集成電路；串口擴展電路1.6采用GM8123-I集成電路；單片機1.7采用89LV52。
水上部分電路如附圖3所示，電源電路2.1采用6V蓄電池通過TPS76750穩壓成5.0V以供給通信模塊2.3、通過TPS76733穩壓成3.3V以供給水上部分的其他電路；GPS模塊2.2采用GSU-36接收模塊；通信模塊2.3采用AT-100GPRS模塊；LCD顯示器2.4采用EDMC002A液晶顯示器；RS485接口2.5采用SN65HVD10D集成電路；標準RS232接口2.6采用MAX3221集成電路；串口擴展電路2.7采用GM8125-I集成電路；單片機2.8采用89LV52；數據存儲器2.9采用KM29U128T集成電路；實時時鐘2.10采用DS12887-3集成電路。
權利要求1.一種有站位、深度測量和無線通信功能的海流計，包括水下部分和水上部分，其特征在于所說的水下部分由壓力傳感器(1.2)、電子羅盤(1.3)、雙軸電磁海流傳感器(！.4)、RS485接口(1.5)、串口擴展電路(1.6)、單片機(1.7)和電源電路(1.1)組成；所說的水上部分由GPS模塊(2.2)、通信模塊(2.3)、LCD顯示器(2.4)、標準RS232接口(2.6)、RS485接口(2.5)、串口擴展電路(2.7)、單片機(2.8)、數據存儲器(2.9)、實時時鐘(2.10)和電源電路(2.1)組成；在水下部分，用以測量海流傳感器所在的深度的壓力傳感器(1.2)與單片機(1.7)連接，用以測量海流流向的電子羅盤(1.3)和用以測量海流流速的雙軸電磁海流傳感器(！.4)通過串口擴展電路(1.6)與單片機(1.7)連接，經單片機(1.7)處理的深度、流向和流速數據由單片機經RS485接口(1.5)以總線方式通過水密電纜傳輸到水上部分的RS485接口(2.5)，存儲到數據存儲器(2.9)；在水上部分，用以同步測量觀測點經緯度的GPS模塊(2.2)、傳輸觀測數據的通信模塊(2.3)、LCD顯示器(2.4)、標準RS232接口(2.6)和RS485接口(2.5)通過串口擴展電路(2.7)與單片機(2.8)連接，數據存儲器(2.9)和實時時鐘(2.10)分別與單片機(2.8)的相應端口連接；電源電路(1.1)和(2.1)分別為水下部分和水上部分提供電源。
2.根據權利要求1所述的有站位、深度測量和無線通信功能的海流計，其特征在于所說的壓力傳感器(1.2)采用2100A型壓力傳感器；所說的電子羅盤(1.3)采用HMR3300型電子羅盤；所說的雙軸電磁海流傳感器(！.4)采用ALEC電磁海流傳感器；所說的GPS模塊(2.2)采用GSU-36型GPS接收模塊。
專利摘要本實用新型提供一種集成有站位、深度測量和無線通信功能的海流測量儀。其技術方案是水下部分的單片機控制雙軸電磁海流傳感器分別測量X、Y兩維的流速，計算得到其合成流速
文檔編號G01F23/14GK2751309SQ20042010279
公開日2006年1月11日 申請日期2004年12月22日 優先權日2004年12月22日
發明者龍小敏, 蔡樹群, 王盛安, 姚小桂 申請人:中國科學院南海海洋研究所