海洋浮游生物粒径谱激光检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海洋浮游生物粒径谱激光检测电路，可应用于海洋浮游生物粒径谱检测领域。
技术背景
[0002]针对海洋环境下数量众多的浮游生物实现快速、准确、大范围的量化调查面临着非常大的困难。海洋环境范围大，浮游生物种类多、数量大、体型细小，很多浮游生物必须借助放大装置才能看见，因此给浮游生物的快速量化调查带来了相当大的困难。目前，对于海洋浮游生物的研宄方法主要是通过拖网方式获取生物样品，在解剖镜或显微镜下对其进行观察分析、计数统计。这种方法虽然能够获取较为准确的调查数据，但是需要大量具有较强专业知识的科研人员，而且调查范围也只局限于几个特定选址点，缺乏大尺度范围的调查结果，调查速度非常缓慢，无法快速及时地形成渔场生态环境和养殖标准的调查结果。海洋浮游生物粒径结构(指不同粒径个体的数量，又称为粒径谱)是海洋生态群落结构的一个重要方面，具有重要的生态学意义和应用价值。海洋生态系统中的能流分配，在很大程度上取决于生物颗粒的大小。不同的生态系统有不同的粒径谱，粒径谱分布可以反映出一个海洋渔场区域的群落组成等生态特征。因此，基于浮游生物粒径组成和数量分布关系的粒径谱数据分析技术，已成为海洋生态学研宄的一个新的重要手段，特别适合于海洋渔场生态环境的快速量化调查。如何实现海洋渔场环境中浮游生物及其关键类群的丰度、生物量分布的自动原位探测，就成为目前亟待解决的一个重要课题。国外最著名的浮游生物检测系统VPR II (Video Plankton Recorder II)即浮游生物视频记录仪二代，主要用于水平拖曳工作，记录浮游生物的水平分布格局。VPR II主要是由高压氙灯发光，光线在中轴处发生衍射，在另一边设置了 4个分辨率不同的CCD相机，分别将浮游生物的形态成像，再将4个CCD相机所得成像数据传回VPRII主控单元部分，由光纤数据传输单元将水下信息传回上位机。VPRII上还搭载了温度传感器和电导率传感器等传感器，能够在机器工作时将水下的一些参数测量出来。但是VPRII也有其自身的局限性:VPRII使用的是CCD成像技术，工作时将产生大量的数据，这对于存储单元容量、数据传输速度以及整个系统的工作时长等都是一个挑战，并且后续的数据处理也难度不小。
【发明内容】
[0003]本发明针对目前国内还缺乏一种对大范围浮游生物粒径分布实施快速准确调查的技术手段的现状，利用海洋浮游生物粒径谱激光检测技术对浮游生物的粒径大小、数量等参数进行检测。
[0004]本发明包括主控电路，网络数据传输电路，传感器电路，电源电路，数据存储电路，调试和固件升级接口电路。
[0005]主控电路包括主控核心板Ul、拨码开关S2、电阻R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51、R52、R53、R54。主控核心板 Ul 的 A35 脚、A38 脚、A44 脚、A49 脚、B46 脚、C9 脚、C14 脚、C16 脚、C19 脚、C34 脚、C36 脚、C48 脚、C50 脚、D15 脚、D31 脚、D44 脚、D49 脚、D50脚接地，主控核心版Ul的B49脚、C43脚、C45脚、C47脚、C49脚接5V电源。3.3V电源分别与电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46的一端相连，电阻R46、R43、R44、R45的另一端分别接拨码开关的I脚、2脚、3脚、4脚。主控核心板Ul的D16脚与BOOTO相连，Β00Τ0与电阻R47的一端相连，电阻R47的另一端接地。主控核心板Ul的D14脚与B00T1相连，B00T1与拨码开关S2的I脚相连；主控核心板Ul的D12脚与B00T2相连，B00T2与拨码开关S2的2脚相连；主控核心板Ul的DlO脚与B00T3相连，B00T3与拨码开关S2的3脚相连；主控核心板Ul的D8脚与B00T4相连，B00T4与拨码开关S2的4脚相连；主控核心板Ul的D6脚与B00T5相连，B00T5与电阻R52的一端相连，电阻R52的另一端接地；主控核心板Ul的D4脚与B00T6相连，B00T6与电阻R53的一端相连，电阻R53的另一端接地；主控核心板Ul的D2脚与B00T7相连，B00T7与电阻R54的一端相连，电阻R54的另一端接地；电阻R48、R49、R50、R51的一端分别与拨码开关S2的8脚、7脚、6脚、5脚相连，电阻R48、R49，R48、R49的另一端接地。
[0006]网络数据传输电路包括网络物理层芯片U3、晶振Y1、网口座J1、电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、电容 C7、C8、C9、C10、Cll、C12、C13、C14。网络物理层芯片U3的I脚、6脚、12脚、27脚、电容C7的一端与3.3V电源相连，电容C7的另一端接地，网络物理层芯片U3的33脚接地，网络物理层芯片U3的4脚与电阻R31的一端、晶振Yl的I脚、电容C13的一端相连，网络物理层芯片U3的5脚与电阻R31的另一端晶振Yl的3脚电容C14的一端相连，电容C13的另一端、电容C14的另一端、晶振Yl的2脚、4脚接地，网络物理层芯片U3的32脚与电阻R27的一端相连，电阻R27的另一端接地，网络物理层芯片U3的3脚、电阻R6的一端与网口座Jl的12脚相连，网络物理层芯片U3的2脚、电阻R18的一端与网口座Jl的10脚相连，电阻R18的另一端接地。网络物理层芯片U3的30脚、电阻RlO的一端，电容Cll的一端与网口座Jl的6脚相连，电阻RlO的另一端接3.3V电源，电容Cll的另一端接地。网络物理层芯片U3的31脚、电阻R9的一端、电容ClO的一端与网口座Jl的3脚相连，电阻R9的另一端接3.3V电源，电容ClO的另一端接地。网络物理层芯片U3的28脚、电阻R8的一端，电容C9的一端与网口座Jl的2脚相连，电阻R8的另一端接3.3V电源，电容C9的另一端接地。网络物理层芯片U3的29脚、电阻R7的一端，电容C8的一端与网口座Jl的I脚相连，电阻R7的另一端接3.3V电源，电容C8的另一端接地。电阻Rll的一端、电容C12的一端与网口座Jl的4脚、5脚相连，电阻Rll的另一端接3.3V电源，电容C12的另一端接地。电阻R12的一端与网口座Jl的9脚相连，电阻R12的另一端接3.3V电源。电阻R24的一端与网口座Jl的11脚相连，电阻R24的另一端接地。网口座Jl的13脚接地，网络物理层芯片U3的17脚与主控核心板Ul的C37脚相连，网络物理层芯片U3的16脚、电阻R15的一端与主控核心板Ul的C39脚相连，电阻R15的另一端接3.3V电源，网络物理层芯片U3的21脚与主控核心板Ul的Dl脚相连，网络物理层芯片U3的25脚与主控核心板Ul的D9脚相连，网络物理层芯片U3的24脚与主控核心板Ul的Dll脚相连，网络物理层芯片U3的23脚与主控核心板Ul的D13脚相连，网络物理层芯片U3的22脚与主控核心板Ul的D5脚相连，网络物理层芯片U3的20脚与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与主控核心版Ul的D3脚相连，网络物理层芯片U3的15脚、电阻R17的一端和电阻R14的一端相连，电阻R17的另一端与主控核心版Ul的D7脚相连，电阻R14的另一端接地。网络物理层芯片U3的14脚与电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端与主控核心版Ul的C25脚相连，网络物理层芯片U3的8脚、电阻R20的一端和电阻R2的一端相连，电阻R20的另一端与主控核心版Ul的C29脚相连，电阻R2的另一端接3.3V电源。网络物理层芯片U3的9脚、电阻R21的一端和电阻Rl的一端相连，电阻R21的另一端与主控核心版Ul的C31脚相连，电阻Rl的另一端接3.3V电源。网络物理层芯片U3的10脚、电阻R22的一端和电阻R13的一端相连，电阻R22的另一端与主控核心版Ul的C33脚相连，电阻R13的另一端接地。网络物理层芯片U3的11脚、电阻R23的一端和电阻R5的一端相连，电阻R23的另一端与主控核心版Ul的C35脚相连，电阻R5的另一端接地。网络物理层芯片U3的13脚、电阻R25的一端和电阻R4的一端相连，电阻R25的另一端与主控核心版Ul的C23脚相连，电阻R4的另一端接3.3V电源。网络物理层芯片U3的7脚、电阻R26的一端和电阻R3的一端相连，电阻R26的另一端与主控核心版Ul的C21脚相连，电阻R3的另一端接3.3V电源。网络物理层芯片U3的26脚和电阻R28的一端相连，电阻R28的另一端与主控核心版Ul的C27脚相连，网络物理层芯片U3的18脚、电阻R29的一端和电阻R30的一端相连，电阻R29的另一端与3.3V电源相连，电阻R30的另一端接地。
[0007]传感器电路包括光电二极管阵列U12、模拟开关U16、U17、U19、U21、U23、运算放大器 U15、U18、U20、U22、同步采样 ADC U14、电阻 R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、电容 C65、C66、C67、C68、C69、C70、C71、C72、C73、C74、C75、C76。光电二极管阵列U12的I脚、21脚连接到5V电源，光电二极管阵列U12的2脚与模拟开关U16的5脚相连，光电二极管阵列U12的3脚与模拟开关U16的4脚相连，光电二极管阵列U12的4脚与模拟开关U17的5脚相连，光电二极管阵列U12的5脚与模拟开关U17的4脚相连，光电二极管阵列U12的6脚与模拟开关U19的5脚相连，光电二极管阵列U12的7脚与模拟开关U19的4脚相连，光电二极管阵列U12的8脚与模拟开关U21的5脚相连，光电二极管阵列U12的9脚与模拟开关U21的4脚相连，光电二极管阵列U12的10脚与模拟开关U23的5脚相连，光电二极管阵列U12的12脚与模拟开关U23的4脚相连，光电二极管阵列U12的13脚与模拟开关U16的14脚相连，光电二极管阵列U12的14脚与模拟开关U16的11脚相连，光电二极管阵列U12的15脚与模拟开关U17的14脚相连，光电二极管阵列U12的16脚与模拟开关U17的11脚相连，光电二极管阵列U12的17脚与模拟开关U19的14脚相连，光电二极管阵列U12的18脚与模拟开关U19的11脚相连，光电二极管阵列U12的19脚与模拟开关U21的14脚相连，光电二极管阵列U12的22脚与模拟开关U21的15脚相连，光电二极管阵列U12的23脚与模拟开关U21的12脚相连，光电二极管阵列U12的24脚与模拟开关U19的15脚相连，光电二极管阵列U12的25脚与模拟开关U19的12脚相连，光电二极管阵列U12的26脚与模拟开关U17的15脚相连，光电二极管阵列U12的27脚与模拟开关U17的12脚相连，光电二极管阵列U12的28脚与模拟开关U16的15脚相连，光电二极管阵列U12的29脚与模拟开关U16的12脚相连，光电二极管阵列U12的30脚与模拟开关U23的2脚相连，光电二极管阵列U12