CN102435766B - 一种测量模型网具沉降速率的仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测量模型网具沉降速率的仪器，包括压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管。压强传感器和非易失固态存储器分别连接到所述低功耗单片机的I/O端口，数据传输接口连接到低功耗单片机的串口；所述可充电电池的正极通过常闭干簧管分别连接到到压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源正极输入端；可充电电池的负极连接到压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源负极输入端。本发明采用了低功耗微型器件，整个仪器体积小，重量轻，通过合理配重，可使仪器在水中基本处于悬浮状态，对网具本身的沉降基本不产生影响。
Description
技术领域
本发明涉及网具沉降数据测量技术领域，特别是涉及一种测量模型网具沉降速率的仪器。
背景技术
在进行渔具网具的研究中，网具的沉降速度和深度是衡量网具的一个重要参数。一般先利用模型网具进行各种模拟实验，模型网具的大小一般是真实网具几十到上百分之一，对模型网具的沉降数据比真实网具的要求精度更高，测量仪器本身的体积和重量要求也更小，这样才能将仪器本身对网具沉降数据的影响减小到可以忽略的程度。
目前用于实物网具沉降数据的测量主要有两种方式：一种是利用超声波的定位设备如网位仪进行测量，该方法有投资大，准确度差、不精确等缺点，而且对于模型网具由于体积小线径和括纲细，超声波反射截面小，测量误差更大。另一种是采用深度记录仪(简称“DEPTH RECORD”)，如RBR公司研发的DR-1050，进行测量，该记录仪长度为23cm，直径为4cm，由于体积太大，重量也高达500克，不能应用于模型试验。因此，目前尚无合适模型网具的沉降数据测量仪器，模型试验的沉降数据一直无法直接获得。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于模型网具沉降速率的仪器，能够适用于对模型网具的沉降数据进行测量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种测量模型网具沉降速率的仪器，包括压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管，所述压强传感器和非易失固态存储器分别连接到所述低功耗单片机的I/O端口，所述数据传输接口连接到所述低功耗单片机的串口；所述可充电电池的正极通过所述常闭干簧管分别连接到到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源正极输入端；所述可充电电池的负极连接到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源负极输入端。
所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管均为低功耗微型器件。
所述可充电电池的正负极还分别通过防水插头引出与充电器相连。
所述压强传感器为数字压强传感器。
所述低功耗单片机采用AVR的低功耗系列或低功耗的TI的MSP430系列。
所述非易失固态存储器为铁电存储器。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用了低功耗微型器件，整个仪器体积小，重量轻，通过合理配重，可使仪器在水中基本处于悬浮状态，对网具本身的沉降基本不产生影响，从而可以获得精确的测量数据，还具有成本低、易于安装的优点。
附图说明
图1是本发明的结构方框图；
图2是为主程序流程图；
图3是位串口中断服务程序流程图；
图4是定时器中断服务程序流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种测量模型网具沉降速率的仪器，如图1所示，包括压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管，所述压强传感器和非易失固态存储器分别连接到所述低功耗单片机的I/O端口，所述数据传输接口连接到所述低功耗单片机的串口；所述可充电电池的正极通过所述常闭干簧管分别连接到到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源正极输入端；所述可充电电池的负极连接到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源负极输入端；所述可充电电池的正负极还分别通过防水插头引出与充电器相连。其中，所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管均为低功耗微型器件。所述压强传感器为数字压强传感器。所述低功耗单片机可以采用AVR的低功耗系列或采用低功耗的TI的MSP430系列。所述非易失固态存储器可以采用铁电存储器。
常闭干簧管起到电源开关的作用，网具沉降数据测量仪不工作时，在其外面贴近常闭干簧管的地方粘上一块小磁铁，使其常闭触点分离，系统供电断开。当取下小磁铁时，常闭干簧管触点闭合，网具沉降数据测量仪得到供电，开始工作：低功耗单片机定时读取压强传感器的测量数值，经矫正计算后写入非易失固态存储器，非易失固态存储器的最低两位地址的存储空间用于存储地址指针，该地址指针为下次将存储数据的首地址。低功耗单片机通过数据传输接口接收指令，也通过数据传输接口发送数据。
为降低系统功耗，各个部件平时都处于休眠状态。低功耗单片机可以采用MSP430系列，该单片机可以在平时处于休眠状态，有两种方式唤醒单片机，一是被内部的定时器唤醒，当定时器到达设定时间时，会产生中断唤醒单片机，定时器设置为自动重装初值的工作模式；二是被串口中断唤醒，当有串口接收到外界信息时，会产生中断，唤醒单片机。
系统加电后，低功耗单片机先进行初始化，设置定时器定时时间，开启总中断、定时器中断和串口中断；然后低功耗单片机从非易失固态存储器的最低两位地址读出地址指针，作为下次存储数据的首地址；启动定时器开始计时；关闭总中断(此处为主程序循环的开始)；启动压强传感器，并等待其稳定工作；从压强传感器中读取测量数据和矫正参数，并进行矫正计算，得出正确的压强数据；将压强数据存入非易失固态存储器，存储首地址为地址指针；将地址指针的数据加二，作为新的地址指针，并将这一数据存入非易失固态存储器的最低两位地址；开启总中断；系统进入休眠模式。
当低功耗单片机定时器达定时时间，触发中断时，低功耗单片机首先退出休眠模式，关闭总中断(此处为主程序循环的开始)，启动压强传感器，并重复前面所述的工作，直到再次进入休眠模式。
当低功耗单片机串口接收到外界数据，产生中断时，低功耗单片机首先退出休眠模式，关闭总中断；然后对接收到的数据进行判断，从而决定是在非易失固态存储器中接着原来的数据继续存储测得的压强数据，还是擦除非易失固态存储器中的已有数据从头存储压强数据，还是上传非易失固态存储器中的已有数据到计算机，并执行相应的应答动作；完成上面的动作后，低功耗单片机打开总中断，并进入休眠状态。
网具沉降数据测量仪工作的具体流程如下：
1.主程序流程(如图2所示)：
a.上电，系统初始化：设置低功耗单片机104的时钟系统和I/O端口初始化设置决定定时器A定时时长的初值；该定时时长就是网具沉降数据测量仪采集压强的时间间隔；设置单片机104定时器A的工作模式为自动重装初值；设置串口通讯速率；
b.开启总中断；定时器中断和串口中断；
c.低功耗单片机104从固态存储器102的最低两个位置读取数据，作为存储地址指针变量，该数据为下次存储数据的起始位置；
d.启动定时器开始计时；
e.关闭总中断；设置此处为主程序循环开始；
f.启动压强传感器101，并延时一段时间，等待其可以正常工作；
g.读取压强传感器101数据；进行数据矫正计算，得到正确的压强数据；
h.将正确的压强数据存入固态存储器102，存储首地址为地址指针指向的地址；
i.地址指针变量加2，并将其存入固态存储器102的最低两个位置；
g.开总中断；
k.进入休眠状态。
在低功耗单片机104休眠期间，可以被定时器中断和串口通讯中断唤醒，即当定时器到达定时时间和串口接收到外界信息时，低功耗单片机104都会退出休眠状态，转入对应的中断服务程序；执行完中断服务程序后，如果是非休眠状态，就回到休眠后的下一条程序继续执行，在本程序中，就是回到主程序的e，开始执行。
2.串口中断服务程序(如图3所示)：
a1.退出休眠模式；
b1.关闭总中断；
c1.若接收到的数据为S，则设置存储地址指针为2，即存储器开始重新存储，然后执行f1；否则执行d1；
d1.若接收到的数据为R，则设置存储地址指针为上次存储地址加2，即接着上次的存储地址，继续存储新数据，然后执行f1；否则执行e1；
e1.若接收到的数据为A，则上传存储器中的所有数据，然后执行f1；否则上传出错信息；
f1.开总中断；
g1.休眠。
3.定时器中断服务程序(如图4所示)：
a2.退出休眠模式。
不难发现，本发明采用了低功耗微型器件，整个仪器体积小，重量轻，通过合理配重，可使仪器在水中基本处于悬浮状态，对网具本身的沉降基本不产生影响，从而可以获得精确的测量数据，还具有成本低、易于安装的优点。
Claims (4)
1.一种测量模型网具沉降速率的仪器，包括压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管，其特征在于，所述压强传感器和非易失固态存储器分别连接到所述低功耗单片机的I/O端口，所述数据传输接口连接到所述低功耗单片机的串口；所述可充电电池的正极通过所述常闭干簧管分别连接到到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源正极输入端；所述可充电电池的负极连接到所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口和低功耗单片机的电源负极输入端；所述压强传感器、非易失固态存储器、数据传输接口、低功耗单片机、可充电电池和常闭干簧管均为低功耗微型器件；所述可充电电池的正负极还分别通过防水插头引出与充电器相连。
2.根据权利要求1所述的测量模型网具沉降速率的仪器，其特征在于，所述压强传感器为数字压强传感器。
3.根据权利要求1所述的测量模型网具沉降速率的仪器，其特征在于，所述低功耗单片机采用AVR的低功耗系列或低功耗的TI的MSP430系列。
4.根据权利要求1所述的测量模型网具沉降速率的仪器，其特征在于，所述非易失固态存储器为铁电存储器。
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