一种新型渔船信息综合记录仪的制作方法

本实用新型属于船舶电子
技术领域：
，具体涉及一种新型渔船信息综合记录仪。
背景技术：
：目前国内对海区渔业资源的保护已刻不容缓，已经影响到了国内海洋经济乃至国民经济的正常稳定发展。近十几年来，虽然国内各地尤其是沿海地区一直以来都很重视海洋渔业资源的管理和保护工作，出台了包括“禁渔期”法规、取缔“三无渔船”、严打“绝户网”在内的一系列行政管理措施并进行了实质性的探索和推进，为实现海洋渔业的可持续发展做出了积极努力，也取得了一定的成效，但相比让人触目惊心的渔业资源过度开发现状，海洋渔业资源的真正可持续发展还远未实现，如何走好科学的渔业资源可持续发展道路，将是决定海洋渔业未来发展成败的关键所在。而通过全面推进渔业信息化、数字化建设，建立海洋渔业大数据库，将有助于进一步“针对性”的规范渔业资源的开发利用，尤其为保护管理手段如何从单纯的限制发展生产转移到科学管理、开发渔业资源将提供宝贵的数据基础，目前如何实现对渔船已安装设备进行整合，通过数据同步，实现对作业海区渔船资源分布信息收集的发展显得尤为重要。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种新型渔船信息综合记录仪，本记录仪由内、外电源切换供电，具有多数据采集通道，安装便捷，采集信号准确率高，数据存储与读取方便，元器件工作稳定。本实用新型为解决上述技术问题所采取的方案为：一种新型渔船信息综合记录仪，包括箱体，箱体上表面安装有电源开关和指示灯，箱体侧面安装有USB接口、SD卡接口、串行接口以及网络接口，箱体内部安装有电路主板以及供电模块，电路主板上设有数据采集模块，数据采集模块为网口模块、SD卡模块、USB模块以及串口模块，本实用新型记录仪设有多路数据采集通道，可实现对不同数据接口类型的渔船设备的连接，大大提高了数据同步的便利性，箱体集成度高，操作便利，与渔船上已安装设备的配合度好。作为优选，箱体的箱体底部中心设有凹槽，凹槽内部设有滑道，滑道内嵌有上挂钩和下挂钩，上挂钩和下挂钩穿连有螺丝，下挂钩与螺丝连接处设有螺纹，螺丝正上方的凹槽壁面设有螺丝旋钮孔，螺丝与上挂钩和下挂钩配合使用，在记录仪安装过程，通过螺丝可使上挂钩与下挂钩相向移动，进而加紧与固定件上，避免了单一挂钩挂放安装时易晃动的弊端，螺丝旋钮孔不仅可便于扭动螺丝，还可增加箱体的散热，提高记录仪中元器件工作稳定性。作为优选，箱体的箱体底部两侧连接有固定母件，固定母件由环板和面板构成配合空间，配合空间配合连接有固定公件，固定公件中部设有定位螺丝，固定公件两端设有凸板，凸板表面连接有倒刺，倒刺为软海绵材料，固定母件与固定公件为独立的两个部件，提高了安装便利性，固定公件体积小，安装地域适应性高，通过旋转记录仪使得固定公件的凸板进入固定母件的配合空间，从而达到固定效果，且固定公件的凸板表面设有倒刺，倒刺的倾斜方向为安装旋转方向，故而可达到便于安装又不会轻易松动脱落的效果，且倒刺为软海绵材料，使得本固定配合件不仅具有固定功能，还具有缓冲减震效果，显著提高记录仪安装可靠性。作为优选，电路主板集成模块包括主控单元，主控单元为基于ARMCortex™-M3内核的STM32系列微处理器，主控单元与数据采集模块之间设有信号调理电路和模数转换器，模数转换器与主控单元之间采用SPI数据接口连接，本实用新型采用STM32系列微处理器，降低了开发成本，且使得记录仪具有高性能、低功耗的优点，采用SPI进行模数转换器与主控单元之间的数据传输，保证了数据传输可靠度，且所占芯片管脚少，不仅提高主控单元利用率，且节省了PCB布局空间，降低布局难度，降低电路主板干扰，提高工作精度与稳定性。作为优选，信号调理电路包括信号放大电路、二级信号放大电路以及信号滤波电路，信号放大电路控制单元为芯片U1，芯片U1为含内部电阻Ri的仪表放大器，二级信号放大电路为芯片U2，芯片U2为OP系列运放,信号滤波电路芯片为U3，芯片U3为CF412、TL082系列或NJM082系列中的一种，信号放大电路采用U1仪表放大器，其具有差分输入端Vin+和Vin-，由可调电阻Rg与内部电阻Ri确定放大倍数为,对信号进行初步放大，其放大精度高，输入失调电压，失调电压漂移，二级放大电路中其放大倍数为,对电路进行二次放大，二级放大电路中C3和R2还构成了低通滤波网络，对采集信号进行初步滤波处理，其截止频率，U2正输入端通过R3接地，可减少失调电流，信号滤波电路已U3为主控芯片，与电阻R4、R5、R6、R7和电容C6、C7构成有源二阶低通滤波电路，对信号进行各种高频干扰滤除，提高信号采集准确率，信号调理电路对采集输入信号进行两次阶梯放大以及滤波，调理后数据完整度高，输出电压满足模数转换器输入要求，且电路结构简单清晰，布线方便。作为优选，电路主板将数据处理后存储于SD卡中，软件采用基于USB的Massstorage协议为基础，移植FATFS文件系统进行设计，软件设计中对移植的FATFS文件系统进行修改，使其原来仅能支持4G容量扩展为可支持128G的SD卡，使得记录仪在硬件设备相同的情况下具有较高的软件支持效果，且将数据处理后写入SD卡中，当PC端访问数据时，可直接通过USB接口连接获取，使得本记录仪还具有读卡器功能，避免了回收数据中需反复开启记录仪机箱的弊端。作为优选，供电模块包括输入电源和内部电池组，输入电源的输入供电为220V/50Hz，输入电源连接有常开电磁继电器，常开电磁继电器连接有充电器，充电器连接有内部电池组，内部电池组通过常闭电磁继电器连接于记录仪供电模块，输入电源通过降压整流电路Ⅱ连接于记录仪供电模块，输入电源通过降压整流电路Ⅰ为常开电磁继电器和常闭电磁继电器提供控制信号输入，本供电模块输入电源可有船电提供，在正常供电时，输入电源通过降压整流电路Ⅱ为记录仪供电，同时常开电磁继电器闭合以及常闭电磁继电器断开，输入电源还可为内部电池组充电，当船体供电异常，输入电源无输入电压时，常闭电磁继电器闭合，内部电池组为记录仪供电，其中常开电磁继电器和常闭电磁继电器的释放电压控制为吸合电压的25~45%，本供电模块结构简单，且可实现外部供电与内部供电的流畅切换，提高了本记录仪的应急能力，在无外部供电的情况下仍可正常连续工作12小时以上，显著提升了本记录仪的经济价值。作为优选，箱体材质采用铸铝材质，铸铝材质的密度为2600kg/m3~2900kg/m3,铸铝材质的热导率为200W/(m·K)~245W/(m·K)，箱体采用铸铝材质，降低了记录仪整体重量，且其强度高，耐腐蚀性能好，提高了箱体的导热率，提高散热能力，避免高温损坏电子元器件，铸铝材质显著延长了记录仪使用寿命。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:1）本记录仪可实现对不同数据接口类型的渔船设备的连接，系统集成度高，利用率高；2）本记录仪箱体上设有可拆卸挂放点，可方便嵌入式安装或挂放安装，安装可靠且可缓冲减震；3）本记录仪数据采集完整度高，电路结构简单清晰，抗干扰能力强；4）本记录仪采用外部电源与内部电池组切换供电，提高了记录仪应急能力，增大其经济价值。本实用新型采用了上述技术方案提供一种新型渔船信息综合记录仪，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。附图说明图1为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的实施例1主体布局图；图2为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的实施例1电路系统图；图3为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的箱体主视图；图4为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的箱体后视图；图5为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的箱体底部A-A部位剖视图；图6为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的固定公件主视图；图7为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的固定公件左视图；图8为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的固定公件仰视图；图9为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的电路主板上的电路框图；图10为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的SD卡电路连接图；图11为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的信号调理电路图；图12为本实用新型一种新型渔船信息综合记录仪的供电模块电路框图。附图标记说明：1箱体；2电源开关；3指示灯；4USB接口；5SD卡接口；6串行接口；7网络接口；8箱体底部；9凹槽；901螺丝旋钮孔；10滑道；11下挂钩；12固定母件；1201面板；1202环板；1203配合空间；13上挂钩；14螺丝；15固定公件；16定位螺丝；17凸板；18倒刺；19数据采集模块；20信号调理电路；21模数转换器；22主控单元；23网口模块；24SD卡模块；25USB模块；26串口模块；27电路主板；28降压整流电路Ⅰ；29输入电源；30降压整流电路Ⅱ；31常开电磁继电器；32充电器；33内部电池组；34记录仪供电模块；35常闭电磁继电器。具体实施方式以下结合附图和实施例作进一步详细描述：实施例1：如图1~2所示，为本新型渔船信息综合记录仪的一种实施方式，本渔船航行记录仪主体布局如图1，记录仪上表面具有电源开关按钮，控制记录仪工作状态，记录仪右侧面设有两个USB接口以及SD接口，USB接口用于连接渔船上采用USB传输数据的设备或者用于连接PC端，SD接口用于连接SD卡，记录仪下侧面设有两个网口和两个串口，满足渔船上通过网口接口或串行接口传输数据的设备，多通道接口的设置，实现与渔船上多设备的匹配。记录仪电路系统图如图2所示，电路系统拟以基于ARMCortex™-M3内核的微处理器STM32F103系列芯片STM32F103ZET6为主控单元，负责整个系统通信数据协调、时钟控制、显示控制、数据存储控制等功能。系统设计网络通信模块，多路串行接口，USB接口，SD卡接口等，从而可实现对不同数据接口类型的渔船设备的连接。各通道接收数据经模数转换后，将被发送至主控单元，主控单元对数据进行逻辑处理后，将数据存储在SD卡中，利用系统中采用的基于USB的Massstorage协议，并移植FATFS文件系统，并对其修改，使其原来仅能支持4G容量扩展为可支持128G的SD卡，在回收系统数据时，只需与计算机的USB接口连接，本记录仪便成为一个读卡器装置，可以通过PC机直接访问已储存数据，避免了回收数据中反复开启记录仪机箱的弊病端。本记录仪工作时输入电源为220V/50Hz，由船电提供，当船电出现异常时，船载数据记录仪自动切换至内部电池组供电，电池组在记录仪无外部供电情况下可连续工作13小时，当外部供电时，外部电源将同时为电池组进行充电，切换供电极大地提高了记录仪的应急能力。本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。实施例2：如图3~12所示，一种新型渔船信息综合记录仪，为实施例1的优化方案，记录仪包括箱体1，箱体1上表面安装有电源开关2和指示灯3，箱体1侧面安装有USB接口4、SD卡接口5、串行接口6以及网络接口7，箱体1内部安装有电路主板27以及供电模块，电路主板27上设有数据采集模块19，数据采集模块19为网口模块23、SD卡模块24、USB模块25以及串口模块26，本实用新型记录仪设有多路数据采集通道，可实现对不同数据接口类型的渔船设备的连接，大大提高了数据同步的便利性，箱体1集成度高，操作便利，与渔船上已安装设备的配合度好。箱体1的箱体底部8设有凹槽9和固定母件12，凹槽9内部设有滑道10，滑道10内嵌有上挂钩13和下挂钩11，上挂钩13和下挂钩11穿连有螺丝14，下挂钩11与螺丝14连接处设有螺纹，螺丝14正上方的凹槽9壁面设有螺丝旋钮孔901，螺丝14与上挂钩13和下挂钩11配合使用，在记录仪安装过程，通过螺丝14可使上挂钩13与下挂钩11相向移动，进而加紧与固定件上，避免了单一挂钩挂放安装时易晃动的弊端，螺丝旋钮孔901不仅可便于扭动螺丝14，还可增加箱体1的散热，提高记录仪中元器件工作稳定性。固定母件12由环板1202和面板1201构成配合空间1203，固定母件1203配合连接有固定公件15，固定公件15中部设有定位螺丝16，固定公件15两端设有凸板17，凸板17表面连接有倒刺18，倒刺18为软海绵材料，固定母件12与固定公件15为独立的两个部件，提高了安装便利性，固定公件15体积小，安装地域适应性高，通过旋转记录仪使得固定公件15的凸板17进入固定母件12的配合空间1203，从而达到固定效果，且固定公件15的凸板17表面设有倒刺18，倒刺18的倾斜方向为安装旋转方向，故而可达到便于安装又不会轻易松动脱落的效果，且倒刺18为软海绵材料，使得本固定配合件不仅具有固定功能，还具有缓冲减震效果，显著提高记录仪安装可靠性。电路主板27集成模块包括主控单元22，主控单元22为基于ARMCortex™-M3内核的STM32系列微处理器STM32F103ZET6，主控单元22与数据采集模块19之间设有信号调理电路20和模数转换器21，模数转换器21与主控单元22之间采用SPI数据接口连接，本实用新型采用STM32系列微处理器，降低了开发成本，且使得记录仪具有高性能、低功耗的优点，采用SPI进行模数转换器21与主控单元22之间的数据传输，保证了数据传输可靠度，且所占芯片管脚少，不仅提高主控单元利用率，且节省了PCB布局空间，降低布局难度，降低电路主板27干扰，提高工作精度与稳定性。信号调理电路20包括信号放大电路、二级信号放大电路以及信号滤波电路，信号放大电路控制单元为芯片U1，芯片U1为含内部电阻Ri的仪表放大器，二级信号放大电路为芯片U2，芯片U2为运放OP07,信号滤波电路芯片为U3，芯片U3为CF412，信号放大电路采用U1仪表放大器，其具有差分输入端VIN+和VIN-，由可调电阻Rg与内部电阻Ri确定放大倍数为,对信号进行初步放大，其放大精度高，输入失调电压，失调电压漂移，二级放大电路中其放大倍数为,对电路进行二次放大，二级放大电路中C3和R2还构成了低通滤波网络，对采集信号进行初步滤波处理，其截止频率，U2正输入端通过R3接地，可减少失调电流，信号滤波电路已U3为主控芯片，与电阻R4、R5、R6、R7和电容C6、C7构成有源二阶低通滤波电路，对信号进行各种高频干扰滤除，提高信号采集准确率，信号调理电路20对采集输入信号进行两次阶梯放大以及滤波，调理后数据完整度高，输出电压满足模数转换器输入要求，且电路结构简单清晰，布线方便。电路主板27将数据处理后存储于SD卡中，软件采用基于USB的Massstorage协议为基础，移植FATFS文件系统进行设计，软件设计中对移植的FATFS文件系统进行修改，使其原来仅能支持4G容量扩展为可支持128G的SD卡，使得记录仪在硬件设备相同的情况下具有较高的软件支持效果，且将数据处理后写入SD卡中，当PC端访问数据时，可直接通过USB接口连接获取，使得本记录仪还具有读卡器功能，避免了回收数据中需反复开启记录仪机箱的弊端。固定公件15和固定母件12表面涂覆有涂层体系，涂层体系由三层涂层组成，第一层为耐磨涂层，第二层为含β相镍铝的涂层，第三层为疏水性涂层，第一、二、三层涂层的依次厚度比为1.1:1:1.2，涂料体系涂覆于固定公件15和固定母件12表面，经烘干处理后形成涂层体系，可显著提高固定公件15和固定母件12的耐磨性能、抗压强度，提高固定公件15和固定母件12的配合度，延长使用寿命，还可提高固定公件15和固定母件12的自清洁能力，避免灰尘或微生物影响固定可靠性，涂层体系按上述厚度比例涂覆，不仅可显著提升固定公件15和固定母件12的性能，还可提高涂层的依附特性，使得涂层与固定公件15和固定母件12表面产生稳定结晶，提高涂层体系致密性。供电模块包括输入电源29和内部电池组33，输入电源29的输入供电为220V/50Hz，输入电源29连接有常开电磁继电器31，常开电磁继电器31连接有充电器32，充电器32连接有内部电池组33，内部电池组33通过常闭电磁继电器35连接于记录仪供电模块34，输入电源29通过降压整流电路Ⅱ30连接于记录仪供电模块34，输入电源29通过降压整流电路Ⅰ28为常开电磁继电器31和常闭电磁继电器35提供控制信号输入，本供电模块输入电源29可有船电提供，在正常供电时，输入电源29通过降压整流电路Ⅱ30为记录仪供电，同时常开电磁继电器31闭合以及常闭电磁继电器35断开，输入电源29还可为内部电池组33充电，当船体供电异常，输入电源29无输入电压时，常闭电磁继电器35闭合，内部电池组33为记录仪供电，其中常开电磁继电器31和常闭电磁继电器35的释放电压控制为吸合电压的30%，本供电模块结构简单，且可实现外部供电与内部供电的流畅切换，提高了本记录仪的应急能力，在无外部供电的情况下仍可正常连续工作13.5小时，显著提升了本记录仪的经济价值。箱体1材质采用铸铝材质，铸铝材质的密度为2700kg/m3,铸铝材质的热导率为201W/(m·K)，箱体1采用铸铝材质，降低了记录仪整体重量，且其强度高，耐腐蚀性能好，提高了箱体1的导热率，提高散热能力，避免高温损坏电子元器件，铸铝材质显著延长了记录仪使用寿命。本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。实施例3：如图3~12所示，一种新型渔船信息综合记录仪，其工作原理为：将本记录仪安装在船体上，通过USB线或网线或串行线将渔船上已有设备连接与记录仪对应的各通道接口，记录仪供电输入220V/50H作为电源，打开记录仪电源开关2使记录仪工作，数据采集模块19定时进行数据采集，采集信号通过信号调理电路20放大、滤波后传递给模数转换器21，模数转换器21将数据模拟信号转化为数据数字信号传输给主控单元22STM32F103ZET6，主控单元22通过软件将数据写入SD卡模块24中储存,当需要对数据进行提取分析时，PC端通过USB接口4连接读取SD卡模块24中的存储数据，即完成对渔业资源的收集。本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。实施例4：如图10所示，为SD卡模块连接电路图，其引脚1、2、3、7和8一端均通过电阻连接VCC，连接的电阻依次为R6、R5、R4、R3、R2，取值均为47K，VCC为3.3V供电，后引脚1、2、3、7和8另一端为各引脚功能连接，此连接方式可提高SD卡引脚的输入、输出能力，C2一端连接VCC另一端接地，且并联有R6与C1串联的电路，C1与C2均为10nF，R6为0Ω，C1、C2和R6连接可滤除电源附近杂波干扰，且显著提高稳压效果，引脚4直接连接VCC为芯片供电，引脚6与引脚9接地，引脚10通过R1连接电源，且VCC连接有C3，且C3接地，R1采用100K电阻，C3采用10nF电容连接，可去除电源的高频噪声，提高SD卡运行稳定性，采用本实施例进行SD卡与STM32芯片的连接，进行多次数据读写操作实验，实验分为1~4组进行，每组进行20次数据写与度操作，读写文件大小为1.02MB，记录试验中SD卡读写数据准确性如下表1所示。表1SD卡数据读写准确性第一组第二组第三组第四组准确性（%）98.9397.3699.7599.28由表中实验数据，本SD卡连接方式数据读写准确性高，工作稳定，故本记录仪可准确有效记录渔船设备所传输的信号。本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。实施例5：如图11所示，为本记录仪中的信号调理电路，芯片U1为仪表放大器作为信号放大电路的主控单元，其内部电阻Ri阻值为70K，电阻Rg阻值为1K，C1与C2使用绝缘电阻很高的聚酯薄膜电容器，容量为0.1μF，故信号放大电路的放大倍数为倍，芯片U2取OP07作为二级信号放大电路的主控单元，其将信号放大电路的输出V0进行放大，电容C3、C5容量分别为0.01μF、0.1μF，电阻R1、R2、R3的阻值分别为1K、30K、1K，故二级放大电路中其放大倍数为倍，C3、R2构成低通滤波网络对信号进行初步滤波，输出V1作为信号滤波电路的输入，芯片U3取CF412作为信号滤波电路的输入，其中电容C6、C7容量均为20pF，电阻R4、R5、R6、R7的阻值分别为16K、16K、39K、22K，滤波完成后输出信号Vout送入模数转换器中，转换完成后送入主控单元中进行数字信号处理。采用本信号调理电路进行输入输出实验，观察输入输出电压关系，输入电压取Vi=Vin+-Vin-，实验结果如表2。表2信号调理电路输入输出实验数据由表中数据可得拟合直线为：y=2276x+0.835（μV），可得本信号调理电路具有约为2276倍的放大倍数，且其线性度较好，信号放大较为稳定，且放大后的信号满足模数转换器输入要求，本信号调理电路工作稳定，为记录仪正常运行的奠定了良好基础，提高记录仪工作精确性和稳定性。铸铝材质的密度不仅限于2600kg/m3~2900kg/m3,还应包括2600.1kg/m3或2600.2kg/m3或2600.3kg/m3或2600.4kg/m3……或2899.9kg/m3或2900kg/m3。铸铝材质的热导率不仅限于200W/(m·K)~245W/(m·K),还应包括200.1W/(m·K)或200.2W/(m·K)或200.3W/(m·K)或200.4W/(m·K)……或249.9W/(m·K)或245W/(m·K)。本实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。实用新型是：上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型不仅限于上述举例，本
技术领域：
的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3