CN105222987B - 一种基于实时嵌入式gps控制系统的洋流检测装置 - Google Patents
一种基于实时嵌入式gps控制系统的洋流检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,属于智能控制技术领域。本发明包括外壳、浮仓、GPS发射器、太阳能板、光照传感器、压力传感器、微型电机、传动齿轮、气阀、微型空气压缩机,充气管、气管、排气管、压缩气罐、控制仓、单片机模块、GPS模块、光照检测电路模块、温度补偿电路、放大电路、滤波电路、电池、备用电池。本发明成本低廉、结构简单,适应性强,节能环保,利用单片机模块完成对装置上浮、下潜以及压缩气罐的充气和定时发送GPS信号的自动控制,同时利用太阳能来实现装置运转的可持续性,不仅解决了能耗问题,且不需人为干预回收,配合卫星实现自动定位,从而检测洋流的动向。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,属于智能控制技术领域。
背景技术
洋流是海水沿着一定的途径进行大规模的流动,洋流检测不仅能够提高海上航行安全,并且航海时顺洋流航行可以节约能源消耗,加快航行速度。我国的洋流检测目前多数在近海进行,并且检测仪器采用电池供电需要定时回收,漂浮在海面上非常容易损坏,成本较高,若无法回收对环境造成污染。需要一种能够长时间持续检测,成本低廉,自控程度高并且能够自动发送洋流数据的洋流检测装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:本发明提供了一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,能根据光照传感器来判断是否能给电池进行太阳能充电,根据压力传感器来判断是否浮出水面,利用单片机模块完成对装置上浮、下潜以及压缩气罐的充气和定时发送GPS信号的自动控制,同时利用太阳能来实现装置运转的可持续性,不仅解决了能耗问题,且不需人为干预回收,配合卫星实现自动定位,从而检测洋流的动向。
本发明技术方案是:一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
所述压力传感器9包括检测头26、支柱27、密封塞28、防水壳29、隔板30、磁感线圈31、压簧32、底座33、导线34;其中检测头26位于支柱27顶部,支柱27穿过密封塞28进入防水壳29内部,并通过隔板30与压簧32连接,压簧32与底座33连接,压簧32两侧安装有磁感线圈31,导线34与底座33和温度补偿电路23相连。
所述温度补偿电路23包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、热敏电阻RT、电容C1、C2、C3、三极管T1;其中电容C1一端与三极管T1的基极相连,另一端连接输入端U0,电阻R1一端与VCC相连,一端与电阻R4相连,电阻R4另一端与电阻R5的一端相连,电阻R3一端连接在电容C1与三极管T1的连线上,另一端与热敏电阻RT相连,电阻R5的另一端与三极管T1的发射极相连,电阻R2一端与电阻R1和VCC的连线相连,另一端与三极管T1的集电极相连,电容C2一端与电阻R2和三极管T1的集电极的连线上相连,另一端接输出端U1,电容C3一端与三极管T1的发射极和电阻R5的连线相连,另一端与电阻R5相连。
所述放大电路35包括电阻R6、R7、R8、放大器OP1;其中电阻R6一端与温度补偿电路23中的输出端U1端相连,另一端接放大器OP1的反相输入端,电阻R7一端接在电阻R6与放大器OP1的反相输入端的连线上,另一端接放大器OP1的输出端,电阻R8一端接放大器OP1的同相输入端,另一端接地,放大器OP1的端口2接VCC,端口4接地,放大器OP1的输出端为U2。
所述滤波电路36包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C4、C5、放大器OP2;其中,电阻R9一端接放大电路35中的输出端U2,另一端接电阻R11,电阻R10一端接在电阻R9与电阻R10的连线上,另一端接放大器OP2的输出端,电容C4一端接在电阻R9与电阻R11的连线上,另一端接地,电阻R11另一端接放大器OP2的反相输入端,电阻R12一端接在放大器OP2的同相输入端,另一端接地,电容C5一端接在电阻R10和放大器OP2输出端的连线上,另一端接在电阻R11与放大器OP1反相输入端的连线上,放大器OP2的端口1接VCC,端口4接地,输出端为U3。
本发明的工作原理是:
本发明采用控制仓19对洋流检测装置进行实时控制。
当本装置放入水中时,单片机模块20控制微型电机11的启动,与微型电机11相连的传动齿轮12开始转动,将气阀13打开,水从浮仓2下部的入水口进入,将浮仓2中的空气挤出,此时装置开始下沉,单片机模块20利用压力传感器9来测量入水深度,若达到预设深度继续下沉,此时单片机模块20控制微型电机20将气阀13关闭,并且启动微型空气压缩机14,将压缩气罐18中的压缩空气通过排气管17释放到浮仓2中,将浮仓2的水排出一部分,由此另装置上浮,达到预设深度时停止微型空气压缩机14,使装置悬浮在预设深度。
压力传感器18用来检测压力的变化,由此判断在水中的深度。压力传感器18采用电磁式,水对检测头26加压,与检测头26相连的支柱27压迫压簧32发生形变,对压簧32两边的磁感线圈31进行切割,磁感线圈31中的电势发生变化,由导线送入温度补偿电路23中。由于水中的温度随深度变化而变化,因此利用热敏电阻RT来对放大电路进行温度补偿,RT电阻会随着温度的升高二降低阻值,从而降低放大电路的零点漂移,提高测量精度。由于传感器输出的电压非常小,因此需要对输出的电压进行放大来满足后续电路的需求,传感器的输出包含有共模电压,所以选取具有高共模抑制比的OP1放大器来净化信号电压。经过放大后的电压包含有高频载波信号,需要通过滤波电路36进行滤波过滤掉多余的载波信号,同时经过放大后的电压成反相电压,利用反相一介有源低通滤波器可以得到与原信号一致的输出。
装置中的GPS模块21在水中无法有效的传输信号,因此需要定时另装置上浮到水面上进行信号发送和接收,同时压缩气罐18中的压缩空气以及电池24和备用电池25需要进行补充。此时令装置上浮到水面上,当压力传感器9检测到装置已经上浮到水面后,单片机模块20控制GPS模块21通过GPS发射器6来发送和接收卫星信号,同时光照传感器8检测光源是否充足,如果充足的话令太阳能板7对电池24和备用电池25充电,若压缩气罐18中的压缩空气剩余量不足时,启动微型空气压缩机14通过充气管15进行空气补充。
本发明的有益效果是:成本低廉、结构简单,适应性强,节能环保,可以根据光照传感器来判断是否能给电池进行太阳能充电,根据压力传感器来判断是否浮出水面,利用单片机模块完成对装置上浮、下潜以及压缩气罐的充气和定时发送GPS信号的自动控制,同时利用太阳能来实现装置运转的可持续性,不仅解决了能耗问题,且不需人为干预回收,配合卫星实现自动定位,从而检测洋流的动向。
附图说明
图1为本发明的整体结构图;
图2为本发明的俯视结构图;
图3为本发明的压力传感器结构图;
图4为本发明的温度补偿电路图;
图5为本发明的放大电路图;
图6为本发明的滤波电路图。
图1-6中各标号:1-外壳,2-浮仓,3-防碰撞外壳,4-防护栏,5-透明板,6-GPS发射器,7-太阳能板,8-光照传感器,9-压力传感器,10-隔板,11-微型电机,12-传动齿轮,13-气阀,14-微型空气压缩机,15-充气管,16-气管,17-排气管,18-压缩气罐,19-控制仓,20-单片机模块,21-GPS模块,22-光照检测电路模块,23-温度补偿电路,24-电池,25-备用电池,26-检测头,27-支柱,28-密封塞,29-防水壳,30-隔板,31-磁感线圈,32-压簧,33-底座,34-导线,35-放大电路,36-滤波电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
实施例2:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
实施例3:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
所述压力传感器9包括检测头26、支柱27、密封塞28、防水壳29、隔板30、磁感线圈31、压簧32、底座33、导线34;其中检测头26位于支柱27顶部,支柱27穿过密封塞28进入防水壳29内部,并通过隔板30与压簧32连接,压簧32与底座33连接,压簧32两侧安装有磁感线圈31,导线34与底座33和温度补偿电路23相连。
实施例4:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
所述压力传感器9包括检测头26、支柱27、密封塞28、防水壳29、隔板30、磁感线圈31、压簧32、底座33、导线34;其中检测头26位于支柱27顶部,支柱27穿过密封塞28进入防水壳29内部,并通过隔板30与压簧32连接,压簧32与底座33连接,压簧32两侧安装有磁感线圈31,导线34与底座33和温度补偿电路23相连。
所述温度补偿电路23包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、热敏电阻RT、电容C1、C2、C3、三极管T1;其中电容C1一端与三极管T1的基极相连,另一端连接输入端U0,电阻R1一端与VCC相连,一端与电阻R4相连,电阻R4另一端与电阻R5的一端相连,电阻R3一端连接在电容C1与三极管T1的连线上,另一端与热敏电阻RT相连,电阻R5的另一端与三极管T1的发射极相连,电阻R2一端与电阻R1和VCC的连线相连,另一端与三极管T1的集电极相连,电容C2一端与电阻R2和三极管T1的集电极的连线上相连,另一端接输出端U1,电容C3一端与三极管T1的发射极和电阻R5的连线相连,另一端与电阻R5相连。
实施例5:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
所述压力传感器9包括检测头26、支柱27、密封塞28、防水壳29、隔板30、磁感线圈31、压簧32、底座33、导线34;其中检测头26位于支柱27顶部,支柱27穿过密封塞28进入防水壳29内部,并通过隔板30与压簧32连接,压簧32与底座33连接,压簧32两侧安装有磁感线圈31,导线34与底座33和温度补偿电路23相连。
所述温度补偿电路23包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、热敏电阻RT、电容C1、C2、C3、三极管T1;其中电容C1一端与三极管T1的基极相连,另一端连接输入端U0,电阻R1一端与VCC相连,一端与电阻R4相连,电阻R4另一端与电阻R5的一端相连,电阻R3一端连接在电容C1与三极管T1的连线上,另一端与热敏电阻RT相连,电阻R5的另一端与三极管T1的发射极相连,电阻R2一端与电阻R1和VCC的连线相连,另一端与三极管T1的集电极相连,电容C2一端与电阻R2和三极管T1的集电极的连线上相连,另一端接输出端U1,电容C3一端与三极管T1的发射极和电阻R5的连线相连,另一端与电阻R5相连。
所述放大电路35包括电阻R6、R7、R8、放大器OP1;其中电阻R6一端与温度补偿电路23中的输出端U1端相连,另一端接放大器OP1的反相输入端,电阻R7一端接在电阻R6与放大器OP1的反相输入端的连线上,另一端接放大器OP1的输出端,电阻R8一端接放大器OP1的同相输入端,另一端接地,放大器OP1的端口2接VCC,端口4接地,放大器OP1的输出端为U2。
实施例6:如图1-6所示,一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,包括外壳1、浮仓2、GPS发射器6、太阳能板7、光照传感器8、压力传感器9、微型电机11、传动齿轮12、气阀13、微型空气压缩机14,充气管15、气管16、排气管17、压缩气罐18、控制仓19、单片机模块20、GPS模块21、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36、电池24、备用电池25;所述浮仓2顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机11和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,单片机模块20与GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25均与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
还包括防碰撞外壳3、防护栏4、透明板5、隔板10;
所述外壳1呈圆锥型,外壳1外部包有浮仓2,浮仓2外部被防碰撞外壳3包裹,外壳1顶部装有防护栏4,防护栏4一侧装有光照传感器8、压力传感器9,防护栏4下面有透明板5,防护栏4和透明板5之间装有GPS发射器6,透明板5下安装有太阳能板7,隔板10位于太阳能板7下方,将外壳1分隔为上中下三部分,微型电机11位于中部上侧,和传动齿轮12与单片机模块20连接,传动齿轮12与气阀13相连,微型空气压缩机14安装在中部底侧与单片机模块20连接,充气管15连接在微型空气压缩机14下方并穿过外壳1通向浮仓2外部,气管16分别与微型空气压缩机14和压缩气罐18连接,排气管17连接在微型空气压缩机14上方并穿过外壳1通向浮仓2内部,控制仓19位于外壳1中部的正中央,单片机模块20位于控制仓19内左侧,与其旁边的GPS模块21相连,GPS模块21与GPS发射器6相连,光照检测电路模块22位于控制仓19内右侧并分别与光照传感器8和单片机模块20相连,温度补偿电路23、放大电路35、和滤波电路36位于光照检测电路模块22下方,温度补偿电路23与压力传感器9相连,放大电路35与温度补偿电路23相连,滤波电路36分别与放大电路35和单片机模块20相连,电池24和备用电池25位于外壳1下部并排放置,并与单片机模块20、GPS模块21、微型电机11、微型空气压缩机14、光照检测电路模块22、温度补偿电路23、放大电路35、滤波电路36相连。
所述压力传感器9包括检测头26、支柱27、密封塞28、防水壳29、隔板30、磁感线圈31、压簧32、底座33、导线34;其中检测头26位于支柱27顶部,支柱27穿过密封塞28进入防水壳29内部,并通过隔板30与压簧32连接,压簧32与底座33连接,压簧32两侧安装有磁感线圈31,导线34与底座33和温度补偿电路23相连。
所述温度补偿电路23包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、热敏电阻RT、电容C1、C2、C3、三极管T1;其中电容C1一端与三极管T1的基极相连,另一端连接输入端U0,电阻R1一端与VCC相连,一端与电阻R4相连,电阻R4另一端与电阻R5的一端相连,电阻R3一端连接在电容C1与三极管T1的连线上,另一端与热敏电阻RT相连,电阻R5的另一端与三极管T1的发射极相连,电阻R2一端与电阻R1和VCC的连线相连,另一端与三极管T1的集电极相连,电容C2一端与电阻R2和三极管T1的集电极的连线上相连,另一端接输出端U1,电容C3一端与三极管T1的发射极和电阻R5的连线相连,另一端与电阻R5相连。
所述放大电路35包括电阻R6、R7、R8、放大器OP1;其中电阻R6一端与温度补偿电路23中的输出端U1端相连,另一端接放大器OP1的反相输入端,电阻R7一端接在电阻R6与放大器OP1的反相输入端的连线上,另一端接放大器OP1的输出端,电阻R8一端接放大器OP1的同相输入端,另一端接地,放大器OP1的端口2接VCC,端口4接地,放大器OP1的输出端为U2。
所述滤波电路36包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C4、C5、放大器OP2;其中,电阻R9一端接放大电路35中的输出端U2,另一端接电阻R11,电阻R10一端接在电阻R9与电阻R10的连线上,另一端接放大器OP2的输出端,电容C4一端接在电阻R9与电阻R11的连线上,另一端接地,电阻R11另一端接放大器OP2的反相输入端,电阻R12一端接在放大器OP2的同相输入端,另一端接地,电容C5一端接在电阻R10和放大器OP2输出端的连线上,另一端接在电阻R11与放大器OP1反相输入端的连线上,放大器OP2的端口1接VCC,端口4接地,输出端为U3。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:包括外壳(1)、浮仓(2)、GPS发射器(6)、太阳能板(7)、光照传感器(8)、压力传感器(9)、微型电机(11)、传动齿轮(12)、气阀(13)、微型空气压缩机(14),充气管(15)、气管(16)、排气管(17)、压缩气罐(18)、控制仓(19)、单片机模块(20)、GPS模块(21)、光照检测电路模块(22)、温度补偿电路(23)、放大电路(35)、滤波电路(36)、电池(24)、备用电池(25);所述浮仓(2)顶部开有排气孔和充气孔,下部开有入水口,微型电机(11)和传动齿轮(12)与单片机模块(20)连接,传动齿轮(12)与气阀(13)相连,微型空气压缩机(14)与单片机模块(20)连接,充气管(15)连接在微型空气压缩机(14)下方并穿过外壳(1)通向浮仓(2)外部,气管(16)分别与微型空气压缩机(14)和压缩气罐(18)连接,排气管(17)连接在微型空气压缩机(14)上方并穿过外壳(1)通向浮仓(2)内部,单片机模块(20)与GPS模块(21)相连,GPS模块(21)与GPS发射器(6)相连,光照检测电路模块(22)分别与光照传感器(8)和单片机模块(20)相连,温度补偿电路(23)与压力传感器(9)相连,放大电路(35)与温度补偿电路(23)相连,滤波电路(36)分别与放大电路(35)和单片机模块(20)相连,电池(24)和备用电池(25)均与单片机模块(20)、GPS模块(21)、微型电机(11)、微型空气压缩机(14)、光照检测电路模块(22)、温度补偿电路(23)、放大电路(35)、滤波电路(36)相连。
2.根据权利要求1所述的基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:还包括防碰撞外壳(3)、防护栏(4)、透明板(5)、隔板(10);
所述外壳(1)呈圆锥型,外壳(1)外部包有浮仓(2),浮仓(2)外部被防碰撞外壳(3)包裹,外壳(1)顶部装有防护栏(4),防护栏(4)一侧装有光照传感器(8)、压力传感器(9),防护栏(4)下面有透明板(5),防护栏(4)和透明板(5)之间装有GPS发射器(6),透明板(5)下安装有太阳能板(7),隔板(10)位于太阳能板(7)下方,将外壳(1)分隔为上中下三部分,微型电机(11)位于中部上侧,和传动齿轮(12)与单片机模块(20)连接,传动齿轮(12)与气阀(13)相连,微型空气压缩机(14)安装在中部底侧与单片机模块(20)连接,充气管(15)连接在微型空气压缩机(14)下方并穿过外壳(1)通向浮仓(2)外部,气管(16)分别与微型空气压缩机(14)和压缩气罐(18)连接,排气管(17)连接在微型空气压缩机(14)上方并穿过外壳(1)通向浮仓(2)内部,控制仓(19)位于外壳(1)中部的正中央,单片机模块(20)位于控制仓(19)内左侧,与其旁边的GPS模块(21)相连,GPS模块(21)与GPS发射器(6)相连,光照检测电路模块(22)位于控制仓(19)内右侧并分别与光照传感器(8)和单片机模块(20)相连,温度补偿电路(23)、放大电路(35)、和滤波电路(36)位于光照检测电路模块(22)下方,温度补偿电路(23)与压力传感器(9)相连,放大电路(35)与温度补偿电路(23)相连,滤波电路(36)分别与放大电路(35)和单片机模块(20)相连,电池(24)和备用电池(25)位于外壳(1)下部并排放置,并与单片机模块(20)、GPS模块(21)、微型电机(11)、微型空气压缩机(14)、光照检测电路模块(22)、温度补偿电路(23)、放大电路(35)、滤波电路(36)相连。
3.根据权利要求1所述的基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:所述压力传感器(9)包括检测头(26)、支柱(27)、密封塞(28)、防水壳(29)、隔板(30)、磁感线圈(31)、压簧(32)、底座(33)、导线(34);其中检测头(26)位于支柱(27)顶部,支柱(27)穿过密封塞(28)进入防水壳(29)内部,并通过隔板(30)与压簧(32)连接,压簧(32)与底座(33)连接,压簧(32)两侧安装有磁感线圈(31),导线(34)与底座(33)和温度补偿电路(23)相连。
4.根据权利要求1所述的基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:所述温度补偿电路(23)包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、热敏电阻RT、电容C1、C2、C3、三极管T1;其中电容C1一端与三极管T1的基极相连,另一端连接输入端U0,电阻R1一端与VCC相连,一端与电阻R4相连,电阻R4另一端与电阻R5的一端相连,电阻R3一端连接在电容C1与三极管T1的连线上,另一端与热敏电阻RT相连,电阻R5的另一端与三极管T1的发射极相连,电阻R2一端与电阻R1和VCC的连线相连,另一端与三极管T1的集电极相连,电容C2一端与电阻R2和三极管T1的集电极的连线上相连,另一端接输出端U1,电容C3一端与三极管T1的发射极和电阻R5的连线相连,另一端与电阻R5相连。
5.根据权利要求1所述的基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:所述放大电路(35)包括电阻R6、R7、R8、放大器OP1;其中电阻R6一端与温度补偿电路(23)中的输出端U1端相连,另一端接放大器OP1的反相输入端,电阻R7一端接在电阻R6与放大器OP1的反相输入端的连线上,另一端接放大器OP1的输出端,电阻R8一端接放大器OP1的同相输入端,另一端接地,放大器OP1的端口2接VCC,端口4接地,放大器OP1的输出端为U2。
6.根据权利要求1所述的基于实时嵌入式GPS控制系统的洋流检测装置,其特征在于:所述滤波电路(36)包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C4、C5、放大器OP2;其中,电阻R9一端接放大电路(35)中的输出端U2,另一端接电阻R11,电阻R10一端接在电阻R9与电阻R10的连线上,另一端接放大器OP2的输出端,电容C4一端接在电阻R9与电阻R11的连线上,另一端接地,电阻R11另一端接放大器OP2的反相输入端,电阻R12一端接在放大器OP2的同相输入端,另一端接地,电容C5一端接在电阻R10和放大器OP2输出端的连线上,另一端接在电阻R11与放大器OP2反相输入端的连线上,放大器OP2的端口1接VCC,端口4接地,输出端为U3。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |