专利名称：一种有站位、深度测量和无线通信功能的海流计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有站位、深度测量和无线通信功能的海流测量仪器。
背景技术：
在常规的海岸带和近海的水文环境调查中，海流是一个关键水文要素。海流观测资料是海域工程设计模型试验的重要基础数据，所有的海岸海洋工程项目都要进行海流观测。目前海岸海洋工程项目的海流观测一般是用GPS寻找测量站位，找到站位后锚定测量船，使用SLC9-2、RCM7等海流计，通过人工控制钢缆长度来实现表层(自然海面下1m)、中层(0.6H)和底层(距海底1.5m)的多层次、多站位海流准同步观测。它存在下列问题恶劣海况下钢缆严重漂移，造成层次不准确；海上工作艰苦，在大风大浪时疲惫不堪的观测人员往往没有注意到测量船跑锚引起的站位误差(特别在夜间)。层次和站位的过失误差给观测资料的分析处理带来很大的困难，影响到海岸海洋工程项目设计参数的准确性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能实现对海流观测数据及其观测层次和站位的实时同步存储、显示和远传，能有效地提高海流观测层次和观测站位的准确性的具有站位、深度测量和无线通信功能的海流测量仪器。
实现本实用新型的技术方案是将压力传感器、GPS接收模块、通信模块、LCD显示器、数据存储器等集成到海流观测仪器中，仪器包括水下部分和水上部分，水下部分和水上部分之间用水密电缆连接。所说的水下部分由压力传感器、电子罗盘、双轴电磁海流传感器、RS485接口、串口扩展电路、单片机和电源电路组成；所说的水上部分由GPS模块、通信模块、LCD显示器、标准RS232接口、RS485接口、串口扩展电路、单片机、数据存储器、实时时钟和电源电路组成；在水下部分，用以测量海流传感器所在的深度的压力传感器与单片机连接，用以测量海流流向的电子罗盘和用以测量海流流速的双轴电磁海流传感器通过串口扩展电路与单片机连接，经单片机处理的深度、流向和流速数据由单片机经RS485接口以总线方式通过水密电缆传输到水上部分的RS485接口，存储到数据存储器；在水上部分，用以同步测量观测点经纬度的GPS模块、传输观测数据的通信模块、LCD显示器、标准RS232接口和RS485接口通过串口扩展电路与单片机连接，数据存储器和实时时钟分别与单片机的相应端口连接；水下部分的电源电路和水上部分的电源电路分别为水下部分和水上部分提供电源。
仪器工作时，水下部分的单片机控制双轴电磁海流传感器分别测量X、Y两维的流速，计算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用电子罗盘测量到的仪器方位角与流向进行合成，得到海流的真实流向；压力传感器测量海流传感器所在的深度。流速、流向和深度的数据以RS485总线的方式通过水密电缆传输到水上部分的单片机，该单片机将GPS模块同步测量到的观测点的经纬度的站位数据以及流速、流向和深度数据存储在数据存储器中，并在LCD显示器上显示、送到通信模块调制发射。水上部分可以安装在浮标或测量船上。
本实用新型由于采用压力传感器同步测量海流传感器所在深度、用GPS模块同步测量观测点的经纬度，可以保证观测层次和站位的准确性；用通信模块传输观测数据，实现海流的远程实时观测。利用公共无线通讯网传输实时观测数据，具有信息传输区域大、受环境影响小、可随意分布和移动观测点、费用低廉等优点。
图1为本实用新型所设计有站位、深度测量和无线通信功能的海流计的电路总体框图；图2为本实用新型海流计的水下部分的一种具体实施电路图；图3为本实用新型海流计的水上部分的一种具体实施电路图。
具体实施方式
以下结合附图1、2、3对本实用新型的实施方式作进一步的说明如附图1所示，本实施方案包括水下部分1和水上部分2，水下部分的电路图如附图2所示，水上部分的电路图如附图3所示，水上部分可以安装在浮标或测量船上，通过水密电缆A以RS485总线的方式与水下部分连接。水下部分的单片机1.7通过串口扩展电路1.6分别控制双轴电磁海流传感器1.4、电子罗盘1.3和RS485接口1.5，双轴电磁海流传感器1.4分别测量X、Y两维的流速，计算得到其合成流速V=Vx2+Vy2,]]>用电子罗盘1.3测量到的仪器方位角与流向进行合成，得到海流的真实流向；压力传感器1.2测量海流传感器所在的深度。流速、流向和深度的数据经RS485接口1.5通过水密电缆A传输到水上部分的RS485接口2.5。单片机2.8通过串口扩展电路2.7分别控制RS485接口2.5接收水下部分的测量数据；控制GPS模块2.2采集观测点的经纬度；将观测数据送到通信模块2.3调制发射；将观测数据送到LCD显示器2.4显示；同时也将观测数据存储在数据存储器2.9中，实时时钟2.10提供定时观测的时间基准，标准RS232接口2.6提供了通过计算机对海流计进行参数设置和数据下载的接口，电源电路1.1提供了水下部分的电源，电源电路2.1提供了水上部分的电源。
水下部分电路如附图2所示，电源电路1.1采用4节3.6V锂电池通过二极管D1～D4降压成3.3V后并联供给双轴电磁海流传感器1.4、RS485接口1.5、串口扩展电路1.6和单片机1.7，通过REG710集成电路将3.3V电压转换成5.0V供给电子罗盘1.3，通过MAX860集成电路将3.3V电压转换成6.6V供给压力传感器1.2；压力传感器1.2采用2100A型压力传感器；电子罗盘1.3采用HMR3300型电子罗盘；双轴电磁海流传感器1.4采用ALEC电磁海流传感器；RS485接口1.5采用SN65HVD10D集成电路；串口扩展电路1.6采用GM8123-I集成电路；单片机1.7采用89LV52。
水上部分电路如附图3所示，电源电路2.1采用6V蓄电池通过TPS76750稳压成5.0V以供给通信模块2.3、通过TPS76733稳压成3.3V以供给水上部分的其他电路；GPS模块2.2采用GSU-36接收模块；通信模块2.3采用AT-100GPRS模块；LCD显示器2.4采用EDMC002A液晶显示器；RS485接口2.5采用SN65HVD10D集成电路；标准RS232接口2.6采用MAX3221集成电路；串口扩展电路2.7采用GM8125-I集成电路；单片机2.8采用89LV52；数据存储器2.9采用KM29U128T集成电路；实时时钟2.10采用DS12887-3集成电路。
权利要求1.一种有站位、深度测量和无线通信功能的海流计，包括水下部分和水上部分，其特征在于所说的水下部分由压力传感器(1.2)、电子罗盘(1.3)、双轴电磁海流传感器(！.4)、RS485接口(1.5)、串口扩展电路(1.6)、单片机(1.7)和电源电路(1.1)组成；所说的水上部分由GPS模块(2.2)、通信模块(2.3)、LCD显示器(2.4)、标准RS232接口(2.6)、RS485接口(2.5)、串口扩展电路(2.7)、单片机(2.8)、数据存储器(2.9)、实时时钟(2.10)和电源电路(2.1)组成；在水下部分，用以测量海流传感器所在的深度的压力传感器(1.2)与单片机(1.7)连接，用以测量海流流向的电子罗盘(1.3)和用以测量海流流速的双轴电磁海流传感器(！.4)通过串口扩展电路(1.6)与单片机(1.7)连接，经单片机(1.7)处理的深度、流向和流速数据由单片机经RS485接口(1.5)以总线方式通过水密电缆传输到水上部分的RS485接口(2.5)，存储到数据存储器(2.9)；在水上部分，用以同步测量观测点经纬度的GPS模块(2.2)、传输观测数据的通信模块(2.3)、LCD显示器(2.4)、标准RS232接口(2.6)和RS485接口(2.5)通过串口扩展电路(2.7)与单片机(2.8)连接，数据存储器(2.9)和实时时钟(2.10)分别与单片机(2.8)的相应端口连接；电源电路(1.1)和(2.1)分别为水下部分和水上部分提供电源。
2.根据权利要求1所述的有站位、深度测量和无线通信功能的海流计，其特征在于所说的压力传感器(1.2)采用2100A型压力传感器；所说的电子罗盘(1.3)采用HMR3300型电子罗盘；所说的双轴电磁海流传感器(！.4)采用ALEC电磁海流传感器；所说的GPS模块(2.2)采用GSU-36型GPS接收模块。
专利摘要本实用新型提供一种集成有站位、深度测量和无线通信功能的海流测量仪。其技术方案是水下部分的单片机控制双轴电磁海流传感器分别测量X、Y两维的流速，计算得到其合成流速
文档编号G01F23/14GK2751309SQ20042010279
公开日2006年1月11日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者龙小敏, 蔡树群, 王盛安, 姚小桂 申请人:中国科学院南海海洋研究所