一种海洋钻井船运动参数采集系统的制作方法

本实用新型涉及海洋装备技术领域，特别涉及一种海洋钻井船运动参数采集系统。

背景技术：

随着经济的快速发展，人类对能源的需求越来越大，而陆上的石油开采已不能满足经济发展的需要，因此开采海上石油便成解决能源问题的重要途径。海上石油的开采依赖海上钻井平台，而海洋钻井船便是海上钻井平台中的一种。在海上钻井船作业过程中，船体由于受到海上风浪的作用将产生不规则的大幅度运动，而船体的运动参数对于现场施工人员至关重要，施工人员必须根据船体的运动参数来对现场的施工工艺进行实时改变，否则将有可能导致现场事故的发生。因此，急需一种能够实时测量海洋钻井船运动参数的数据采集系统。

技术实现要素：

本实用新型提供一种海洋钻井船运动参数采集系统，实现准确、稳定、高效的采集海洋钻井船运动参数操作。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种海洋钻井船运动参数采集系统，包括：单片机最小系统电路、运动姿态采集电路、北斗系统定位电路、温度采集电路、太阳能充电电路、电源稳压电路以及数据传输电路；

所述太阳能充电电路通过所述电源稳压电路与所述单片机最小系统电路，提供稳定的电力供应；

所述运动姿态采集电路与所述单片机最小系统电路相连，采集姿态参数并发送给所述单片机最小系统；

所述北斗系统定位电路与所述单片机最小系统电路相连，采集地理位置信息并发送给所述单片机小系统；

所述温度采集电路与所述单片机最小系统电路相连，采集温度参数并发送给所述单片机小系统；

所述数据传输电路与所述单片机最小系统电路相连，用于建立单片机最小系统电路与远程终端的通信连接，将所述姿态参数、地理位置信息以及温度参数发送给远程终端。

进一步地，所述单片机最小系统电路包括：单片机芯片U4、晶振Y1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R5、电阻R6以及开关S1；

所述晶振Y1串联在所述U4的XTAL1引脚与XTAL2引脚之间；

所述U4的XTAL1引脚通过所述C10接地，XTAL2引脚通过所述C11接地；

所述U4的VSS引脚接地，VCC引脚连接VCC；

所述U4的RST引脚依次通过所述R5、所述S1和所述C9的并联电路连接VCC；所述U4的RST引脚依次通过所述R5以及R6接地。

进一步地，所述北斗系统定位电路包括：北斗定位导航模块U5；

所述U5的TXD引脚连接所述U4的RXD引脚，所述U5的RXD引脚连接所述U4的TXD引脚。

进一步地，温度采集电路包括：温度传感芯片U6、电阻R7以及电阻R8；

所述U6的第1引脚SDA通过所述R7连接VCC，第2引脚SCL通过所述R8连接VCC；第4引脚GND、第5引脚A2、第6引脚A1以及第7引脚A0接地；第8引脚VCC连接电源正极；

所述U6的第1引脚SDA连接所述U4的SDA引脚，所述U6的第2引脚SCL连接所述U4的SCL引脚。

进一步地，所述运动姿态采集电路包括：九自由度模块U7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及电容C12；

所述U7的第1引脚RESV、第8引脚VDDIO以及第13引脚VDD连接VCC；第18引脚GND以及第20引脚接地；

所述U7的第7引脚AUX-CL连接所述U4的ESC引脚相连，所述U7的第12引脚NIC连接所述U4的P1.7引脚相连，U7的第21引脚AUX-DA连接所述U4的ESD引脚相连，所述U7的第22引脚nCS连接所述U4的P2.1/A9引脚相连，所述U7的第23引脚SCL/SCLK连接所述U4的P2.2/A10引脚相连，所述U7的第24引脚SDA/SDI连接所述U4的P2.3/A11引脚相连；

所述，所述U7的第22引脚nCS通过所述R10连接VCC，所述U7的第23引脚SCL/SCLK通过所述R11连接VCC，所述U7的第24引脚SDA/SDI通过所述R9连接VCC；

所述U7的第9引脚ADO/SDO通过电阻R12接地，所述U7的第11引脚FSYNC通过电阻R13接地；

所述U7的第10引脚REGOUT通过所述C12接地。

进一步地，所述数据传输电路包括：GPRS数据传输模块U8；

所述U8的RXD引脚连接所述U4的TXD1引脚，所述U8的YXD引脚连接所述U4的RXD1引脚。

进一步地，所述太阳能充电电路包括：充电管理芯片U1、电池U2、滤波电容C1、滤波电容C2、插座H1、发光二极管D1、发光二极管D2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；

所述U1的第1引脚TEMP接地并与所述U2的负极连接；所述U1的第2引脚ISET通过R1接地，第3引脚GND接地，第5引脚BAT连接所述U2的正极，第8引脚FB通过所述R3连接所述U2的正极；

所述U2正负极间并联所述C1；

所述H1的第2引脚连接所述U1的第5引脚VIN，所述H1的第1引脚接地，所述H1的第1引脚和第2引脚间并联所述C2；

所述D1的阴极连接所述U1的第6引脚OK，所述D2的阴极连接所述U1的第7引脚CH；所述D1和D2的阳极相连，并通过所述R2连接所述U1的第4引脚VIN；

其中，所述U1采用。

进一步地，所述电源电路包括：稳压芯片U3、电感L1、电感L2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、发光二极管D3、发光二极管D4以及电阻R4；

所述U3的第1引脚GND接地，第2引脚OUT连接VCC；

所述U3的第2引脚OUT与第4引脚OUT相连，并通过所述C7和C8并联电路接地；

所述U3的第2引脚OUT依次通过串联的所述L1、所述C5和C6的并联电路、所述L2接地；所述U3的第2引脚OUT通过所述L2连接供电电源；

所述U3的第3引脚IN通过所述C3和所述C4的并联电路接地；

所述D3的阴极连接所述U3的第3引脚IN，所述D4的阴极通过所述R4接地，所述D3的阳极和所述D4的阳极连接所述太阳能充电电路的电源正极。

进一步地，所述运动姿态采集电路采集的参数包括：垂直位移、侧向位移、前后位移、方位角、俯仰角、侧滚角、以及船体运动的速度、加速度及角加速度。

进一步地，

所述U1采用CN3083充电管理芯片；

所述U3采用ASM11117稳压芯片；

所述U4采用STC15F2K60S2单片机；

所述U5采用SIM68VB北斗导航模块；

所述U6采用DS1624感温芯片；

所述U7采用MPU9255九自由度姿态模块；

所述U8采用GPRS8000-S无线通信模块。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的海洋钻井船运动参数采集系统，通过单片机最小系统电路、运动姿态采集电路、北斗系统定位电路、温度采集电路、太阳能充电电路、电源稳压电路以及数据传输电路建立完整的参数采集和传输系统，实时测量海洋钻井船的姿态参数，地理位置等信息，测量参数范围较广，为钻井船的钻井作业提供了必要的数据支撑。

进一步地，通过GPRS网络进行远程传输，传输距离较远，方便室内工作人员对现场工况进行有效分析、判断。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的海洋钻井船运动参数采集系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能充电电路图；

图3为本实用新型实施例提供的电源稳压电路图；

图4为本实用新型实施例提供的单片机最小系统电路图；

图5为本实用新型实施例提供的北斗系统定位电路图；

图6为本实用新型实施例提供的温度采集电路图；

图7为本实用新型实施例提供的运动姿态采集电路图；

图8为本实用新型实施例提供的数据远程传输电路图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种海洋钻井船运动参数采集系统，实现准确、稳定、高效的采集海洋钻井船运动参数操作。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，本实用新型实施例提供的一种海洋钻井船运动参数采集系统，包括：单片机最小系统电路、运动姿态采集电路、北斗系统定位电路、温度采集电路、太阳能充电电路、电源稳压电路以及数据传输电路；

所述太阳能充电电路通过所述电源稳压电路与所述单片机最小系统电路，提供稳定的电力供应；

所述运动姿态采集电路与所述单片机最小系统电路相连，采集姿态参数并发送给所述单片机最小系统；

所述北斗系统定位电路与所述单片机最小系统电路相连，采集地理位置信息并发送给所述单片机小系统；

所述温度采集电路与所述单片机最小系统电路相连，采集温度参数并发送给所述单片机小系统；

所述数据传输电路与所述单片机最小系统电路相连，用于建立单片机最小系统电路与远程终端的通信连接，将所述姿态参数、地理位置信息以及温度参数发送给远程终端。

参见图4，所述单片机最小系统电路包括：单片机芯片U4、晶振Y1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R5、电阻R6以及开关S1；

所述晶振Y1串联在所述U4的XTAL1引脚与XTAL2引脚之间；

所述U4的XTAL1引脚通过所述C10接地，XTAL2引脚通过所述C11接地；

所述U4的VSS引脚接地，VCC引脚连接VCC；

所述U4的RST引脚依次通过所述R5、所述S1和所述C9的并联电路连接VCC；所述U4的RST引脚依次通过所述R5以及R6接地。

参见图5，所述北斗系统定位电路包括：北斗定位导航模块U5；

所述U5的TXD引脚连接所述U4的RXD引脚，所述U5的RXD引脚连接所述U4的TXD引脚。

参见图6，温度采集电路包括：温度传感芯片U6、电阻R7以及电阻R8；

所述U6的第1引脚SDA通过所述R7连接VCC，第2引脚SCL通过所述R8连接VCC；第4引脚GND、第5引脚A2、第6引脚A1以及第7引脚A0接地；第8引脚VCC连接电源正极；

所述U6的第1引脚SDA连接所述U4的SDA引脚，所述U6的第2引脚SCL连接所述U4的SCL引脚。

参见图7，所述运动姿态采集电路包括：九自由度模块U7、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13以及电容C12；

所述U7的第1引脚RESV、第8引脚VDDIO以及第13引脚VDD连接VCC；第18引脚GND以及第20引脚接地；

所述U7的第7引脚AUX-CL连接所述U4的ESC引脚相连，所述U7的第12引脚NIC连接所述U4的P1.7引脚相连，U7的第21引脚AUX-DA连接所述U4的ESD引脚相连，所述U7的第22引脚nCS连接所述U4的P2.1/A9引脚相连，所述U7的第23引脚SCL/SCLK连接所述U4的P2.2/A10引脚相连，所述U7的第24引脚SDA/SDI连接所述U4的P2.3/A11引脚相连；

所述，所述U7的第22引脚nCS通过所述R10连接VCC，所述U7的第23引脚SCL/SCLK通过所述R11连接VCC，所述U7的第24引脚SDA/SDI通过所述R9连接VCC；

所述U7的第9引脚ADO/SDO通过电阻R12接地，所述U7的第11引脚FSYNC通过电阻R13接地；

所述U7的第10引脚REGOUT通过所述C12接地。

参见图8，所述数据传输电路包括：GPRS数据传输模块U8；

所述U8的RXD引脚连接所述U4的TXD1引脚，所述U8的YXD引脚连接所述U4的RXD1引脚。

参加图2，所述太阳能充电电路包括：充电管理芯片U1、电池U2、滤波电容C1、滤波电容C2、插座H1、发光二极管D1、发光二极管D2、电阻R1、电阻R2和电阻R3；

所述U1的第1引脚TEMP接地并与所述U2的负极连接；所述U1的第2引脚ISET通过R1接地，第3引脚GND接地，第5引脚BAT连接所述U2的正极，第8引脚FB通过所述R3连接所述U2的正极；

所述U2正负极间并联所述C1；

所述H1的第2引脚连接所述U1的第5引脚VIN，所述H1的第1引脚接地，所述H1的第1引脚和第2引脚间并联所述C2；

所述D1的阴极连接所述U1的第6引脚OK，所述D2的阴极连接所述U1的第7引脚CH；所述D1和D2的阳极相连，并通过所述R2连接所述U1的第4引脚VIN；

其中，所述U1采用。

参见图3，所述电源电路包括：稳压芯片U3、电感L1、电感L2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、发光二极管D3、发光二极管D4以及电阻R4；

所述U3的第1引脚GND接地，第2引脚OUT连接VCC；

所述U3的第2引脚OUT与第4引脚OUT相连，并通过所述C7和C8并联电路接地；

所述U3的第2引脚OUT依次通过串联的所述L1、所述C5和C6的并联电路、所述L2接地；所述U3的第2引脚OUT通过所述L2连接供电电源；

所述U3的第3引脚IN通过所述C3和所述C4的并联电路接地；

所述D3的阴极连接所述U3的第3引脚IN，所述D4的阴极通过所述R4接地，所述D3的阳极和所述D4的阳极连接所述太阳能充电电路的电源正极。

进一步地，所述运动姿态采集电路采集的参数包括：垂直位移、侧向位移、前后位移、方位角、俯仰角、侧滚角、以及船体运动的速度、加速度及角加速度。

具体来说：

所述U1采用CN3083充电管理芯片；

所述U3采用ASM11117稳压芯片；

所述U4采用STC15F2K60S2单片机；

所述U5采用SIM68VB北斗导航模块；

所述U6采用DS1624感温芯片；

所述U7采用MPU9255九自由度姿态模块；

所述U8采用GPRS8000-S无线通信模块。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的海洋钻井船运动参数采集系统，通过单片机最小系统电路、运动姿态采集电路、北斗系统定位电路、温度采集电路、太阳能充电电路、电源稳压电路以及数据传输电路建立完整的参数采集和传输系统，实时测量海洋钻井船的姿态参数，地理位置等信息，测量参数范围较广，为钻井船的钻井作业提供了必要的数据支撑。

进一步地，通过GPRS网络进行远程传输，传输距离较远，方便室内工作人员对现场工况进行有效分析、判断。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。