工作流程为:漂流浮标内部时钟按照最短计时周期唤醒单片机，单片机进行检测，若进入每日接收指令时间段，则控制通信模块接收指令，否则按原设定工作模式工作；若通信模块在最短计时周期内收到新指令，则改变工作模式，并按新设定工作模式工作，否则按原设定工作模式工作；漂流浮标内的集成控制电路板依据设定的工作模式，由单片机进行检测，若达到工作时间段，则依次控制定位模块和信息采集模块采集数据，完成数据压缩、存储等任务，然后依据工作模式所设定的发送时间，完成数据发送，否则让系统休眠；漂流浮标内的集成控制电路板依据工作模式设定的发送时间，由单片机进行检测，若达到发送时间段，则由通信模块发送存储模块中的数据，然后清空存储模块中对应数据，控制供电模块让系统休眠，否则直接控制供电模块让系统休眠。
[0021]本发明实施例中，漂流浮标内部时钟的最短计时周期设置为5分钟；每日接收指令时间段设置为北京时间9点至10点；漂流浮标每日接收指令时间段与服务器发送操控指令时间段一致；用户计算机下达操控指令与服务器发送操控指令时间段可不同；系统休眠具体表现为除时钟计时和唤醒功能外其它功能模块断电，以节约电能。
[0022]请参阅图5，所述海洋表层拉格朗日测量数据采集系统的工作流程为:
漂流浮标内置时钟计时，负责唤醒单片机，后者读取指令采集数据，并将数据压缩存储，然后按照指令通过无线电向通信卫星发射数据，所采集的数据经通讯卫星传输，由卫星数据接收站接收，并通过互联网或局域网(北斗通讯系统直接由局域网)传输至数据中心服务器，数据中心服务器可以实时将漂流浮标位置实时显现在电子地图上，用户计算机可实时查看漂流浮标电池电量和位移状态。用户计算机通过互联网访问数据中心服务器的数据库检索数据，并可实时监控漂流浮标运行状态。
[0023]数据中心服务器利用不同接收程序接收推送来的不同类型漂流浮标的数据，根据预设协议自动分析数据完整度，数据中心服务器确认收到完整数据后，该数据在漂流浮标内存中被删除，并进行以前未成功发送数据的补发过程，补发数据完整性被确认后，该数据在漂流浮标内存中被删除，以此类推；在确认收到数据的完整性后，数据中心服务器将接收到的完整数据解压、合并、分类存储入数据库，具体表现为对应浮标类型、浮标编号、定位时间、布放区域、工作模式、工作状态等因素进行分类；如此一来，数据中心服务器内的数据库可归类存储数据，具备数据检索和可视化功能；数据中心服务器允许用户计算机通过互联网访问，查看、下载数据，监控漂流浮标运行状态，并且可以通过数据中心服务器控制界面对指定漂流浮标下达命令，数据中心服务器在漂流浮标接收指令时间段内经上述流程的逆向过程发送指令，变更漂流浮标工作模式。本发明实施例中，采用北斗系统通信，北斗天线接收到的数据以短报文格式传输到服务器，首先验证短报文发送终端的ID，根据数据中心服务器内预留信息确认对应的浮标号及其报文格式，检测报文长度，提取报文中数据采集时间、位置、水温、漂流浮标状态等信息存入数据库。
[0024]本发明利用海洋表层拉格朗日漂流浮标作为海上自主观测平台定时采集和发送数据，经通讯卫星实时传输，由卫星数据接收站接收，再经网络传输至数据中心服务器；数据中心服务器确认数据完整度后向漂流浮标反馈，漂流浮标删除或补发数据；用户计算机通过互联网访问数据中心服务器并经上述流程的逆向过程向漂流浮标下达控制指令，调整漂流浮标工作模式；数据中心服务器建有数据库，可自主进行数据接收、处理、存储、显示，便于用户计算机检索数据并监控漂流浮标状态。本发明可以进行接收确认和数据补发等双向沟通功能，有利于提高漂流浮标数据传输成功率、漂流浮标观测效率和数据利用率，便于数据检索与数据共享，降低观测成本。
[0025]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0026]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，包括海面自由漂流的拉格朗日观测平台和岸基数据中心；所述海面自由漂流的拉格朗日观测平台包括漂流浮标，所述漂流浮标位于海洋表层；所述岸基数据中心包括卫星数据接收站、数据中心服务器、用户计算机，所述卫星数据接收站通过通讯卫星接收漂流浮标采集的数据并通过互联网或局域网传输到数据中心服务器，所述数据中心服务器包括数据库，所述用户计算机通过互联网访问数据中心服务器的数据库检索数据，实时监控漂流浮标的运行状态。
2.根据权利要求1所述的海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，所述漂流浮标的内部模块包括单片机、定位模块、信息采集模块、供电模块、电源控制模块、存储模块、通讯模块、信号传输模块、磁感开关和控制端口，所述单片机通过集成控制电路板分别与定位模块、信息采集模块、供电模块、电源控制模块、存储模块、通讯模块、信号传输模块、磁感开关和控制端口集成连接。
3.根据权利要求2所述的海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，所述用户计算机还通过数据中心服务器向漂流浮标下达控制指令，更改漂流浮标的工作模式；所述漂流浮标的工作模式包括定位模块、信息采集模块的工作周期和信号发射周期的分别设定。
4.根据权利要求3所述的海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，所述漂流浮标内部的工作过程为:所述漂流浮标内部时钟按照最短计时周期唤醒单片机，所述单片机检测是否进入每日接收指令时间段、工作时间段或者发送时间段；若进入每日接收指令时间段，则单片机控制通信模块接收指令，否则按原设定工作模式工作，当通信模块在最短计时周期内收到新指令，则改变工作模式，并按新设定工作模式工作，否则按原设定工作模式工作；若达到工作时间段，则单片机依次控制定位模块和信息采集模块采集数据，完成数据压缩、存储任务，然后依据工作模式所设定的发送时间，完成数据发送，否则让系统休眠；若达到发送时间段，则由通信模块发送存储模块中的数据，然后清空存储模块中对应数据，控制供电模块让系统休眠，否则直接控制供电模块让系统休眠。
5.根据权利要求4所述的海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，所述漂流浮标内部时钟的最短计时周期为5min。
6.根据权利要求2-5任一所述的海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，其特征在于，工作流程为:所述漂流浮标内置时钟计时，负责唤醒单片机；所述单片机读取指令采集数据，并将数据压缩存储，然后按照指令通过无线电向通信卫星发射数据；所采集的数据经通讯卫星传输，由卫星数据接收站接收，并通过互联网或局域网传输至数据中心服务器；所述数据中心服务器根据预设协议自动分析数据完整度，在确认收到完整数据后，该数据在漂流浮标内存中被删除，并进行之前未成功发送数据的补发过程，补发数据完整性被确认后，该数据在漂流浮标内存中被删除；所述数据中心服务器将接收到的完整数据解压、合并、分类存储入数据库，并实时将漂流浮标的位置显现在电子地图上；所述用户计算机通过互联网访问数据中心服务器的数据库检索、下载数据，并实时查看漂流浮标电池电量和位移状??τ O
【专利摘要】本发明公开了一种海洋表层拉格朗日测量数据采集系统，包括海面自由漂流的拉格朗日观测平台和岸基数据中心；海面自由漂流的拉格朗日观测平台包括位于海洋表层的漂流浮标；岸基数据中心包括卫星数据接收站、数据中心服务器、用户计算机，卫星数据接收站通过通讯卫星接收漂流浮标采集的数据并通过互联网或局域网传输到数据中心服务器，用户计算机通过互联网访问数据中心服务器内的数据库检索数据，实时监控漂流浮标的运行状态。本发明可以进行接收确认和数据补发等双向沟通功能，有利于提高漂流浮标数据传输成功率、漂流浮标观测效率和数据利用率，便于数据检索与数据共享，降低观测成本。
【IPC分类】G06F17-40
【公开号】CN104820725
【申请号】CN201510225017
【发明人】徐春英, 刘成龙, 崔学杰
【申请人】青岛晓龙仪器有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月6日