CN108106741A - 一种变周期海水温度采集和传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变周期海水温度采集和传输方法及系统，变周期海水温度采集和传输方法包括以下步骤：a.根据待监测海水水域的具体情况，选定海水温度采集装置的个数和放置位置；b.多方式改变海水温度的传输周期，实现海水温度变周期采集和传输；c.监测电池状态信息，并予以反应；d.传递海水温度采集装置位置信息；e.接收温度、温差数据及采样和传输周期，并显示；变周期海水温度采集系统包括温度采集模块、电池监控模块、定位模块、供电模块、控制模块、无线通信模块、用户服务器、输入模块、显示模块。本发明可实现海水温度的变周期采集和传输，减少不必要数据的传输，大幅度的降低了能耗和生产成本。

Description

一种变周期海水温度采集和传输方法及系统
技术领域
本发明属于海水温度测量技术领域，具体涉及一种变周期海水温度采集和传输方法及系统。
背景技术
海洋占全球总面积的四分之三，与人类的生存环境息息相关，海水温度是海洋水文参数中最重要的因子之一，在海洋监测、国防设置和科学研究中都有很重要的意义，尤其是对于渔业生产而言，其变化直接影响到整个海水养殖业的好坏，再加之海水表面温度的变化与大气环流、天气变化之间联系非常密切，其温度时刻在变化，因此研究、监测、掌握海水温度及其变化规律就显得尤为重要，尤其是对海水养殖业具有相当重要的意义。
而目前海水温度的测量一般采用手工测量、走航式测量以及浮标测量等方式，这些方式各有其优势及弊端，手工测量灵活方便但数据量小，无法获取连续数据；走航式测量展望灵活，可获得不同海域的数据状况但连续性也差；浮标测量可以获得固定站位的连续数据，但由于设计等方面的限制，价格昂贵、能耗大，因此实际使用中也很难达到无故障使用。
并且，现有浮标等在线温度装置一般是采用固定时间间隔测量(几秒至数小时等)传输温度数据，虽然时效性好，可以直观了解到温度的变化情况，但由于传输间隔短且相对固定，因此造成能耗大，再加上其一般采用大型浮体辅以太阳能设备供电，造成了整个浮标造价高，故障率高，难以广泛使用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种变周期海水温度采集和传输方法及系统，综合各种海水温度测量设备的优势，在满足海水养殖业的生产需要的前提下，最大限度的降低能耗和使用成本。
本发明的技术方案为：
一种变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：a.根据待监测海水水域的具体情况，选定海水温度采集装置的个数和放置位置；b.多方式改变海水温度的传输周期，实现海水温度变周期采集和传输；c.监测电池状态信息，并予以反应；d.传递海水温度采集装置位置信息；e.接收温度、温差数据及采样周期，并显示。
进一步的，所述步骤b中海水温度采集和传输的周期变化方式有：(1)采集海水温度信息，判断温差大小，并自动修改采样和传输周期；(2)人为输入以修改采样和传输周期；(3)根据季节信息修改采样和传输周期。
进一步的，所述海水温度采集和传输的周期变化方式(1)的具体方式为：
预设初始时海水温度采集和传输装置的采集周期为S、传输周期为T，并预设海水温度的温差阈值值为Δt1、Δt2、Δt3，Δt1＜Δt2＜Δt3，海水温度采集装置采集海水的当前温度值，同时系统调取上一次采集的海水温度值，对上一次和本次采集的海水温度值进行分析比较，得到海水温度变化值，即海水温差值Δt，当海水温差Δt＜Δt1时，不改变采样周期，不进行实时数据传输仅将采集到的海水温度值进行存储，到达设定传输周期T时，将最后一次测量的数据连同前期存储的数据同时传输；当Δt1≤Δt＜Δt2时，将采集到的温度数据储存，同时修改采样周期为S1，其中S1＜S，即缩短采样周期，并将采集的数据进行存储，同时修改传输周期为T1，其中T1＜T，当经历一个传输周期T1时将采集及存储的数据一起传输；当Δt2≤Δt＜Δt3时，修改系统传输周期T为实时传输，即将采集到的温度数据进行实时传输，同时修改采样周期为S2＜S1＜S，缩短采样和传输周期n次后，恢复原有采集和传输设定，以上S、T、Δt1、Δt2、Δt3、T1、n均可以根据海水具体情况及用户需要进行设定。
进一步的，所述海水温度采集和传输的周期变化方式(2)的具体方式为：输入修改采样周期指令，可实现海水温度采集和传输周期的人为改变，并且，设定在以外部输入的采集周期进行温度采集n1次或/和在以外部输入的传输周期进行温度传输n2后，继续按照方式(1)进行温度采集和传输周期的修改，n1和n2可由用户随意设定。
进一步的，所述海水温度采集和传输的周期变化方式(3)的具体方式为：
根据往年经验，确定因季节因素导致海水温度变化较大的时间段、月份或季度，所述该预设时间段可由用户随意设定，并且，预先在系统内设定在该选定的时间段、月份或者季度的第一天和/或最后一天，弹出提示框询问用户“是”或“否”修改当前采样周期，并接收用户的指令，修改海水温度的采集周期，具体的修改内容为：
对于选定时间段第一天弹出的提示框：若接收的用户指令为“是”，则根据系统预设采样和传输周期值进行修改，以更换当前采样和传输周期值，所述该系统预设采样和传输周期值可能大于、等于或小于当前采样和传输周期值，修改后的采样和传输周期值维持到预设时间段最后一天的提示框出现之前；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，继续维持当前采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续修改操作；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改；
当第一天弹出的提示框接收的用户指令为“是”时，才在最后一天弹出提示框，若第一天弹出的提示框接收的用户指令为“否”时，将不在最后一天弹出提示框；
对于选定时间段最后一天弹出的提示框：若接收用户指令为“是”，则将当前采样和传输周期值分别修改为第一天提示框出现且接收到用户指令之前的采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续的修改操作；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，即维持第一天提示框出现后更改的采样和传输周期值，并在48h(可随意设定)后以方式(1)进行采集和传输周期的修改，或者以方式(2)接收用户修改指令进行相应的周期修改；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改。
进一步的，所述步骤c的具体方式为：
海水温度采集和传输装置由电池供电，电池电量信息可监测，当监测到当前电量<10％时，将该电量信号发送给用户服务器，并以提示框的形式询问用户是否采取“省电模式”，“省电模式”即是：在海水温度采样和传输周期是在判定海水温差的基础上进行周期修改的方式中，即在步骤b的方式(1)中，设定将周期的最小设定值Δt1变大，而其他限定数值不变，若接收用户指令“是”，则采取省电模式；若接收用户指令“否”，则不进行任何修改，同时弹出“是否停止供电”的对话框，用户可输入指令以控制是否对海水温度采集和传输装置继续供电。
进一步的，海水温度的变化受到的影响因素有多种，设定对于某区域内海水的各影响因素的权重值为w(i)，则在各因素影响下，计算海水采集周期变化评价系数为
，其中所述L为温度变化的可能度，S为温度变化导致采集周期变化的可能度，δ为采集周期的变化校正系数，K为各影响因素下的采集周期变化可能度校正系数，τ为理论采集周期变化程度，r为当前预期周期变化程度，i为计数因子，n为所分析事件的影响因素的总维数，相应的，传输周期随采集周期改变，海水温度传输周期评价系数与海水温度采集周期评价系数一致，则其则在一定时间范围t内，其海水在变周期情况下造成的采集和传输的耗能E为：
其中，Tn为在不同温差变化下的采集周期，Sn为在不同温差变化下的传输周期，a为一次采集的耗能，b为一次传输的耗能。
进一步的，将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为溶解氧采集和传输装置，用于采集和传输海水溶解氧；或者将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为盐度采集和传输装置，用于采集和传输海水盐度。
进一步的，包括温度采集模块、电池监控模块、定位模块、供电模块、控制模块、无线通信模块、用户服务器、输入模块、显示模块，其中，所述温度采集模块包括数据采集单元和数据传输单元，所述控制模块包括数据接收单元和控制处理单元；所述温度采集模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述定位模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述电池监控模块与所述供电模块电性相连，所述电池监控模块与所述控模块电性相连，所述供电模块的输出端与所述温度采集模块、定位模块的输入端电性相连，所述供电模块与所述控制模块电性相连，所述控制模块通过无线通信模块与所述用户服务器无线连接，所述用户服务器的输出端与所述显示模块的输入端电性相连，所述输入模块的输出端与所述用户服务器的输入端电性相连；所述温度采集模块的数据采集单元使用NTC热敏电阻、铂电阻以及多种温度探头作为温度传感器，并用高一级温度设备在-2-30度范围校准。
进一步的，将上述变周期海水温度采集和传输装置中的温度采集模块替换为溶解氧采集模块，用于采集和传输海水溶解氧。
本发明的有益效果为：
1.本发明变周期海水温度采集和传输方法通过监测判断海水温度差值、接收外部输入指令以及根据季节等信息预设改变周期三种方式来实时修改海水温度采样和传输周期，三种方式可自由连续转换，实现海水温度的变周期采集和传输，改变了传统以固定周期采集和传输海水温度的方式，实现了在海水温度数据变化小(温度阈值可设定)时，按预设采样周期采集、按预设传输周期传输，而非按采集周期传输，这是由于传输时耗电很多，是采集的几百至上千倍，因此设定传输周期远大于采样周期，可以很大程度的实现省电；在海水温度数据变化大时可根据设定参数缩短采样和传输间隔，可实现实时和变周期传输数据。这样既保证了数据的有效性和实时性，又能根据实际避免采集和传输一些不必要的数据，大幅度的降低了整个装置的能耗，相极大地降低了设备造价，同时提高了设备的可靠性。
2.本发明的传输部分在平常时不工作，仅维持在待机状态，而其待机功耗维持在微安级，并且传输部分只有在工作时才能接收到人为调整的指令，然后在接收指令后生效，进行传输周期的改变及传输，此种设置极其省电，在一定程度上大大降低了装置和系统的能耗，实用性和耐用性更佳。
3.本发明变周期海水温度采集和传输方法可对电池电量信息进行监测，并可由用户通过选定省电模式来降低电量消耗，以此保证在能源有限的条件下系统仍可正常运行，为监测人员采取补救措施预留时间。
4.本发明变周期海水温度采集和传输系统采用电池供电，电池采用能量型锂亚电池，保证整个装置可使用1-3年，使用、维修成本低，避免了使用太阳能及大型蓄电池供电设备带来的造价高、故障率高的缺点。
5.本发明变周期海水温度采集和传输系统采用模块化设计，用于采集、存储、传输、分析海水温度数据、地理位置信息以及电池电量信息，最终达到海水温度变周期采集和传输的目的，该系统结构简单，功能强大，满足实际生产生活尤其是养殖业的需要。
附图说明
图1为本发明变周期海水温度采集和传输系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明变周期海水温度采集和传输方法，包括以下步骤：
a.根据待监测海水水域的具体情况，选定海水温度采集装置的个数和放置位置。
根据要监测的海水水域的位置度、温度随季节的变化、以及生产需要等具体的情况，选定海水温度采集装置的数量及其具体放置的水域位置，例如，对于养殖业来说，可在近海区域多分布设置海水温度采集传输装置。海水温度采集传输装置可仅放在选定水域位置的表层，也可以放置在选定水域位置的表层、中层和海底，以实现对表、中、底的海水温度的多方位测量。
b.多方式改变海水温度采集和传输的周期，实现海水温度变周期采集和传输。
海水温度采集和传输的周期变化方式如下：
(1)采集海水温度参数信息，判断温差大小，并自动修改采样和传输周期。
预设初始时海水温度采集装置的采集周期为S、传输周期为T，并预设海水温度的温差阈值值为Δt1、Δt2、Δt3，Δt1＜Δt2＜Δt3，其中采集周期S远小于传输周期T，这样设置是因为在传输数据时耗电很多，是采集数据的几百至上千倍。
海水温度采集装置采集海水的当前温度值，同时系统调取上一次采集的海水温度值，对上一次和本次采集的海水温度值进行分析比较，得到海水温度变化值，即海水温差值Δt。
当海水温差Δt＜Δt1时，不改变采样周期，不进行实时数据传输仅将采集到的海水温度值进行存储，到达设定传输周期T时，将最后一次测量的数据连同前期存储的数据同时传输；当Δt1≤Δt＜Δt2时，将采集到的温度数据储存，同时修改采样周期为S1，其中S1＜S，即缩短采样周期，并将采集的数据进行存储，同时修改传输周期为T1，其中T1＜T，当经历一个传输周期T1时将采集及存储的数据一起传输；当Δt2≤Δt＜Δt3时，修改系统传输周期T为实时传输，即将采集到的温度数据进行实时传输，同时修改采样周期为S2＜S1＜S。缩短采样和传输周期n(n可自行设定)次后，恢复原有采集和传输设定，实现了整个测量数据的变周期采集和传输。
以上S、T、Δt1、Δt2、Δt3、T1均可以根据海水具体情况及用户需要进行设定。
在此实施例中，预先在系统内设定并存储海水温度采集装置采集海水温度的初始采集周期为S＝60-720min；并预先在系统内输入海水温度的每个范围的限定端点值Δt1＝0.3℃、Δt2＝0.5℃、Δt3＝1℃，采样周期S1＝1/2S、S2＝1/4S，以上所有数值都可以根据海域和季节不同进行调整。
即，当温差Δt<0.3℃时，不进行数据传输，不改变采样周期，仅将温差数据和当前海水温度值进行存储，当到达传输周期T时将采集及存储的数据进行传输；当0.3℃≤Δt<0.5℃时，将采集到的温度数据存储，并将采样周期修改为1/2S，同时修改传输周期为T1，当到达传输周期T1时将采集及存储的数据传输；当0.5℃≤Δt<1℃时，采样周期修改为1/2S，并将采集的数据进行实时传输。
(2)人为输入指令，修改采样和传输周期
输入修改采样和传输周期指令，可实现海水温度采集和传输周期的人为改变。可预先在系统内存储外部输入的修改后采样和传输周期的数值限定范围，防止采样和传输周期因无意输入明显错误值。并且，设定在以外部输入的采集周期进行温度采集n1次或/和在以外部输入的传输周期进行温度传输n2后，继续按照方式(1)进行温度采集和传输周期的修改，n1和n2可由用户随意设定。
(3)根据季节等信息修改采样和传输周期
根据往年经验，确定因季节等因素导致海水温度变化较大的时间段、月份或季度，所述该预设时间段可由用户随意设定。并且，预先在系统内设定在该选定的时间段、月份或者季度的第一天和/或最后一天，弹出提示框询问用户“是”或“否”修改当前采样周期，并接收用户的指令，修改海水温度的采集周期。具体的修改内容为：
对于选定时间段第一天弹出的提示框：若接收的用户指令为“是”，则根据系统预设采样和传输周期值进行修改，以更换当前采样和传输周期值，所述该系统预设采样和传输周期值可能大于、等于或小于当前采样和传输周期值，修改后的采样和传输周期值维持到预设时间段最后一天的提示框出现之前；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，继续维持当前采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续修改操作；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改。
当第一天弹出的提示框接收的用户指令为“是”时，才在最后一天弹出提示框，若第一天弹出的提示框接收的用户指令为“否”时，将不在最后一天弹出提示框。
对于选定时间段最后一天弹出的提示框：若接收用户指令为“是”，则将当前采样和传输周期值分别修改为第一天提示框出现且接收到用户指令之前的采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续的修改操作；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，即维持第一天提示框出现后更改的采样和传输周期值，并在48h(可随意设定)后以方式(1)进行采集和传输周期的修改，或者以方式(2)接收用户修改指令进行相应的周期修改；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改。
c.监测电池状态信息，并予以反应
海水温度采集和传输装置还包括电池，电池电量信息也可监测。当监测到当前电量<10％时，将该电量信号发送给用户服务器，并以提示框的形式询问用户是否采取“省电模式”，“省电模式”即是：在海水温度采样和传输周期是在判定海水温差的基础上进行和传输周期修改的方式中，即在步骤b的方式(1)中，设定将周期的最小设定值Δt1变大，而其他限定数值不变。若接收用户指令“是”，则采取省电模式；若接收用户指令“否”，则不进行任何修改，同时弹出“是否停止供电”的对话框，用户可输入指令以控制是否对海水温度采集和传输装置继续供电。
d.传递海水温度采集装置位置信息
海水温度采集和传输装置还可包括定位装置，用于将海水温度采集和传输装置的地理位置信息连同温度数据发送给用户服务器，以定位海水温度采集和传输装置，用户可根据位置信息查找海水温度采集和传输装置，方便对其寻找或更换，还可根据地理位置信息判断温度采集和传输装置是否固定，防止其因固定不当而随流漂移。
e.接收温度、温差数据及采样和传输周期，并显示。
用户服务器接收各个监测节点传递的海水温差值、当前的海水温度、采样和传输周期，以及电池电量信息和地理位置信息，并可通过报表生成功能转化为所需格式文件存储、显示，也可以选择图、表或其他形式显示。
为了进一步说明本发明海水温度变周期采集和传输方法的省电效能，作出如下算法说明：海水温度的变化受到的影响因素有多种，包括光照、太阳高度角、海水介质、海水浓度、季节、水团变化和海水当前温度等等诸多因素，设定对于某区域内海水的各影响因素的权重值为w(i)，则在各因素影响下，计算海水采集周期变化评价系数为
，所述L为温度变化的可能度，S为温度变化导致采集周期变化的可能度，δ为采集周期的变化校正系数，K为各影响因素下的采集周期变化可能度校正系数，τ为理论采集周期变化程度，r为当前预期周期变化程度，i为计数因子，n为所分析事件的影响因素的总维数，相应的，传输周期随采集周期改变，海水温度传输周期评价系数与海水温度采集周期评价系数一致。则其则在一定时间范围t内，其海水在变周期情况下的采集和传输的耗能E为：
其中，Tn为在不同温差变化下的采集周期，Sn为在不同温差变化下的传输周期，a为一次采集的耗能，b为一次传输的耗能，其相较于实时定周期采集和传输装置耗能显著降低。
所述变周期海水温度采集和传输该方法也可适用于测量海水的其他主要参数如溶解氧、盐度等，具体的，将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为溶解氧采集和传输装置，并用于采集和传输海水溶解氧；或者将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为盐度采集和传输装置，并用于采集和传输海水盐度；或者将该系统中的温度采集模块替换为其他海水参数采集和传输装置，用于采集和传输该海水参数。
如图1所示，本发明还包括一种变周期海水温度采集和传输系统，该系统包括温度采集模块、电池监控模块、定位模块、供电模块、控制模块、无线通信模块、用户服务器、输入模块、显示模块。
所述温度采集模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述定位模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述电池监控模块与所述供电模块电性相连，所述电池监控模块与所述控制模块电性相连，所述供电模块的输出端与所述温度采集模块、定位模块的输入端电性相连，所述供电模块与所述控制模块电性相连，所述控制模块通过无线通信模块与所述用户服务器无线连接，所述用户服务器的输出端与所述显示模块的输入端电性相连，所述输入模块的输出端与所述用户服务器的输入端电性相连。
所述温度采集模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述温度采集模块用以采集海水温度信号并将其传递给控制模块。所述温度采集模块包括数据采集单元和数据传输单元，所述数据采集单元用于测量海水的温度以及完成对海水温度数据的处理，所述数据传输单元用于将测量的数据传递给控制模块。所述温度采集模块的数据采集单元使用灵敏度高、响应速度快的NTC热敏电阻、铂电阻以及多种温度探头作为温度传感器以获得海水温度，并用高一级温度设备在-2-30度范围校准。所述温度传感器可设置于表层、中层和海底，而在本实施例中将多个温度传感器设置于海底至表层的不同深度用以监测海水温度。
所述定位模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连。所述定位模块用以获取温度采集装置所在的地理坐标信息，并将其传递给控制模块。
所述供电模块采用电池供电，电池采用能量型锂亚电池，保证整个装置可使用1-3年。
所述供电模块的输出端与所述温度采集模块、定位模块的输入端电性相连，所述供电模块与所述控制模块电性相连。所述供电模块用于接收控制模块的采集周期修改指令，并按该采集周期为所述温度采集模块、定位模块提供电能，进而控制温度采集模块的工作的状态，即工作或不工作，当工作时，数据采集模块对海水温度信息进行采集；当不工作时，数据采集模块处于待机状态，有效的节约了电池电量，以此实现温度采集模块、定位模块在控制模块的指令下，以控制模块下达的数据采集周期值进行数据采集，并将采集数据传递给控制模块。所述供电模块持续为控制模块提供电能。
所述电池监控模块与所述供电模块电性相连，所述电池监控模块与控制模块电性相连。所述供电模块为所述电池监控模块提供电能，所述电池监控模块监控供电模块的电量信息，并将电量信号传递给控制模块，并接受控制模块的命令，对供电模块进行控制，以此改变供电模块的工作状态。
所述控制模块包括数据接收单元和控制处理单元，所述数据接收单元接收由温度采集装置的数据传输单元发送的温度测量数据、以及由定位模块发送的地理位置信息，所述控制处理单元负责对系统的控制和与地面用户服务器的联系，所述控制处理单元的核心部件为单片机，该单片机采用超低功耗单片机，比如采用美国德州仪器公司制造的MSP430单片机(包括但不仅限于)，MSP430单片机具有低功耗、高性能、多外设、处理能力强及丰富的片上外围模块等优点，系统在不发送数据时处于低功耗工作模式，MSP430单片机的低功耗工作模式耗电量非常低，有效降低了系统的功耗。单片机可存储程序，对是否改变海水温度采集周期进行判断和下发指令。所述温度采集模块与控制模块的通信方式为有限传输，通过信号线线缆相连接以进行信号传输。
所述控制模块通过无线通信模块与所述用户服务器无线连接，所述控制模块将信号通过无线传输模块的天线装置发送出去，其采用gprs或卫星传输。
所述用户服务器的输出端与所述显示模块的输入端电性相连，所述输入模块的输出端与所述用户服务器的输入端电性相连。所述控制模块将温度采集模块采集的温度信息和电池监控模块获得的电量信息以及定位模块获得的位置信息传递给用户服务器，所述用户服务器通过控制显示模块显示，同时用户服务器还可接收来自输入模块的指令，并将指令传递给控制模块，进而对电池监控模块、温度采集模块和定位模块予以控制。
所述变周期海水温度采集和传输系统还可适用于测量海水的其他主要参数如溶解氧、盐度等，具体的，将该系统中的温度采集模块替换为溶解氧采集模块，用于采集和传输海水溶解氧；或者是将该系统中的温度采集模块替换为盐度采集模块，用于采集和传输海水盐度；或者将该系统中的温度采集模块替换为其他海水参数采集模块，用于采集和传输该海水参数。
本申请文件中所述的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，均可由硬件或软件方式或二者的结合来实现，各功能的实现通过硬件或软件实现方式的选择，取决于技术方案的特定应用和涉及约束条件。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘或技术领域所公知的其他形式的存储介质中。

Claims (10)

1.一种变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：a.根据待监测海水水域的具体情况，选定海水温度采集装置的个数和放置位置；b.多方式改变海水温度的传输周期，实现海水温度变周期采集和传输；c.监测电池状态信息，并予以反应；d.传递海水温度采集装置位置信息；e.接收温度、温差数据及采样周期，并显示。
2.如权利要求1所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：所述步骤b中海水温度采集和传输的周期变化方式有：(1)采集海水温度信息，判断温差大小，并自动修改采样和传输周期；(2)人为输入以修改采样和传输周期；(3)根据季节信息修改采样和传输周期。
3.如权利要求2所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：所述海水温度采集和传输的周期变化方式(1)的具体方式为：预设初始时海水温度采集和传输装置的采集周期为S、传输周期为T，并预设海水温度的温差阈值值为Δt1、Δt2、Δt3，Δt1＜Δt2＜Δt3，海水温度采集装置采集海水的当前温度值，同时系统调取上一次采集的海水温度值，对上一次和本次采集的海水温度值进行分析比较，得到海水温度变化值，即海水温差值Δt，当海水温差Δt＜Δt1时，不改变采样周期，不进行实时数据传输仅将采集到的海水温度值进行存储，到达设定传输周期T时，将最后一次测量的数据连同前期存储的数据同时传输；当Δt1≤Δt＜Δt2时，将采集到的温度数据储存，同时修改采样周期为S1，其中S1＜S，即缩短采样周期，并将采集的数据进行存储，同时修改传输周期为T1，其中T1＜T，当经历一个传输周期T1时将采集及存储的数据一起传输；当Δt2≤Δt＜Δt3时，修改系统传输周期T为实时传输，即将采集到的温度数据进行实时传输，同时修改采样周期为S2＜S1＜S，缩短采样和传输周期n次后，恢复原有采集和传输设定，以上S、T、Δt1、Δt2、Δt3、T1、n均可以根据海水具体情况及用户需要进行设定。
4.如权利要求3所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：所述海水温度采集和传输的周期变化方式(2)的具体方式为：输入修改采样周期指令，可实现海水温度采集和传输周期的人为改变，并且，设定在以外部输入的采集周期进行温度采集n1次或/和在以外部输入的传输周期进行温度传输n2次后，继续按照方式(1)进行温度采集和传输周期的修改，n1和n2可由用户随意设定。
5.如权利要求4所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：
所述海水温度采集和传输的周期变化方式(3)的具体方式为：
根据往年经验，确定因季节因素导致海水温度变化较大的时间段、月份或季度，所述该预设时间段可由用户随意设定，并且，预先在系统内设定在该选定的时间段、月份或者季度的第一天和/或最后一天，弹出提示框询问用户“是”或“否”修改当前采样周期，并接收用户的指令，修改海水温度的采集周期，具体的修改内容为：
对于选定时间段第一天弹出的提示框：若接收的用户指令为“是”，则根据系统预设采样和传输周期值进行修改，以更换当前采样和传输周期值，所述该系统预设采样和传输周期值可能大于、等于或小于当前采样和传输周期值，修改后的采样和传输周期值维持到预设时间段最后一天的提示框出现之前；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，继续维持当前采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续修改操作；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改；
当第一天弹出的提示框接收的用户指令为“是”时，才在最后一天弹出提示框，若第一天弹出的提示框接收的用户指令为“否”时，将不在最后一天弹出提示框；
对于选定时间段最后一天弹出的提示框：若接收用户指令为“是”，则将当前采样和传输周期值分别修改为第一天提示框出现且接收到用户指令之前的采样和传输周期值，并继续按照方式(1)进行后续的修改操作；若接收指令为“否”，则不更改当前采样和传输周期值，即维持第一天提示框出现后更改的采样和传输周期值，并在48h(可随意设定)后以方式(1)进行采集和传输周期的修改，或者以方式(2)接收用户修改指令进行相应的周期修改；若未接收到指令，则设定提示框在一定时间后再次弹出以提示用户，设定间隔时间默认值为1h，该默认值可随意设定，在未接收指令的时间范围内按方式(1)进行采样周期值的修改。
6.如权利要求1或5所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：所述步骤c的具体方式为：
海水温度采集和传输装置由电池供电，电池电量信息可监测，当监测到当前电量<10％时，将该电量信号发送给用户服务器，并以提示框的形式询问用户是否采取“省电模式”，“省电模式”即是：在海水温度采样和传输周期是在判定海水温差的基础上进行周期修改的方式中，即在步骤b的方式(1)中，设定将周期的最小设定值Δt1变大，而其他限定数值不变，若接收用户指令“是”，则采取省电模式；若接收用户指令“否”，则不进行任何修改，同时弹出“是否停止供电”的对话框，用户可输入指令以控制是否对海水温度采集和传输装置继续供电。
7.如权利要求6所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：海水温度的变化受到的影响因素有多种，设定对于某区域内海水的各影响因素的权重值为w(i)，则在各因素影响下，计算海水采集周期变化评价系数为
<mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <mi>M</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>L</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mi>S</mi> <mo>,</mo> <mi>&amp;delta;</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msubsup> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </msubsup> <msub> <mi>K</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;tau;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> ，
其中所述L为温度变化的可能度，S为温度变化导致采集周期变化的可能度，δ为采集周期的变化校正系数，K为各影响因素下的采集周期变化可能度校正系数，τ为理论采集周期变化程度，r为当前预期周期变化程度，i为计数因子，n为所分析事件的影响因素的总维数，相应的，传输周期随采集周期改变，海水温度传输周期评价系数与海水温度采集周期评价系数一致，则其则在一定时间范围t内，其海水在变周期情况下造成的采集和传输的耗能E为：
<mrow> <mi>E</mi> <mo>=</mo> <mo>{</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mo>...</mo> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mi>n</mi> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>a</mi> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mo>...</mo> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>t</mi> <mi>n</mi> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>b</mi> <mo>}</mo> <mi>ln</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
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其中，Tn为在不同温差变化下的采集周期，Sn为在不同温差变化下的传输周期，a为一次采集的耗能，b为一次传输的耗能。
8.如权利要求1所述的变周期海水温度采集和传输方法，其特征在于：将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为溶解氧采集和传输装置，并用于采集和传输海水溶解氧；或者将该方法中的海水温度采集和传输装置替换为盐度采集和传输装置，并用于采集和传输海水盐度。
9.一种变周期海水温度采集和传输系统，其特征在于：包括温度采集模块、电池监控模块、定位模块、供电模块、控制模块、无线通信模块、用户服务器、输入模块、显示模块，其中，所述温度采集模块包括数据采集单元和数据传输单元，所述控制模块包括数据接收单元和控制处理单元；所述温度采集模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述定位模块的输出端与所述控制模块的输入端电性相连，所述电池监控模块与所述供电模块电性相连，所述电池监控模块与所述控模块电性相连，所述供电模块的输出端与所述温度采集模块、定位模块的输入端电性相连，所述供电模块与所述控制模块电性相连，所述控制模块通过无线通信模块与所述用户服务器无线连接，所述用户服务器的输出端与所述显示模块的输入端电性相连，所述输入模块的输出端与所述用户服务器的输入端电性相连；所述温度采集模块的数据采集单元使用NTC热敏电阻、铂电阻以及多种温度探头作为温度传感器，并用高一级温度设备在-2-30度范围校准。
10.一种变周期海水溶解氧采集和传输系统，其特征在于：将权利要求9中的温度采集模块替换为溶解氧采集模块，用于采集和传输海水溶解氧。
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