CN110412925A - 一种智慧综合数据采集、处理与传输系统 - Google Patents

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CN110412925A CN201910770073.1A CN201910770073A CN110412925A CN 110412925 A CN110412925 A CN 110412925A CN 201910770073 A CN201910770073 A CN 201910770073A CN 110412925 A CN110412925 A CN 110412925A
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刘妙燕
田元
张渝昊
刘添忻
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    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
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Abstract

本发明涉及一种智慧综合数据采集、处理与传输系统，包括水下潜器、环境信息传感器、红外热像仪传感器、水下潜器状态传感器、环境信息数据采集模块、红外数据采集模块、水下潜器状态数据采集模块、环境信息数据处理模块、红外数据处理模块、水下潜器状态数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块和电源管理单元。本发明的智慧综合数据采集、处理与传输系统，运行稳定，实时性好，可实现对湖泊环境数据的动态采集和湖泊生物图像数据的动态采集，通过卫星通讯系统将采集到的数据通过输到岸基监控中心，实现对湖泊环境长时间监测和记录，从而保证人们对湖水环境的了解，以便采取相应措施。

Description

一种智慧综合数据采集、处理与传输系统
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种智慧综合数据采集、处理与传输系统。
背景技术
湖水是全球水资源的重要组成部分，地球上湖泊总面积约为2058700平方公里，总水量约176400立方公里，占淡水储量约52％，湖泊中的生态系统也是整个生态系统的重要组成部分。但随着人类社会的不断发展，科技的不断提高，人们对于自然环境的破坏也越来越严重，尤其是水资源，因此需要对湖水环境进行时刻监测，通过建立水下传感网络，可以把不同距离的传感器收集到的大量数据信息通过水面节点以无线或有线的方式及时地传递到地面控制中心，从而保证人们对湖水环境的了解，以便采取相应措施。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种智慧综合数据采集、处理与传输系统，通过建立水下传感网络，可以把不同距离的传感器收集到的大量数据信息通过水面节点以无线或有线的方式及时地传递到地面控制中心，实现对湖水环境进行时刻监测。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种智慧综合数据采集、处理与传输系统，包括水下潜器、环境信息传感器、红外热像仪传感器、水下潜器状态传感器、环境信息数据采集模块、红外数据采集模块、水下潜器状态数据采集模块、环境信息数据处理模块、红外数据处理模块、水下潜器状态数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块和电源管理单元；环境信息传感器、红外热像仪传感器和水下潜器状态传感器采集的数据分别发送至环境信息数据采集模块、红外数据采集模块和水下潜器状态数据采集模块，然后分别通过环境信息数据处理模块、红外数据处理模块和水下潜器状态数据处理模块进行处理和运算，并通过数据传输模块和数据存储模块将原始数据进行存储。
进一步地，所述水下潜器载有多普勒计程仪、全球定位系统GPS和水下声学定位仪，与所述水下潜器状态传感器连接。
进一步地，所述水下潜器载有测量水下环境温度、盐度和压强的温盐深仪 CTD，与所述环境信息传感器连接。
进一步地，所述水下潜器载有红外热像仪，与所述红外热像仪传感器连接。
进一步地，所述系统主要由低功耗MSP430F169芯片和两块LPC2368芯片组成组成。
进一步地，所述低功耗MSP430F169单片机的外围电路中设有RTC实时时钟电路、CTD控制电路、看门狗模块。
进一步地，所述电源管理单元为电压转换元件。
进一步地，所述电压转换元件采用多种型号DC/DC的隔离型电压转换模块，其对24V电池电压进行12V和5V转换，供给水下各模块独立的电源。
进一步地，所述智慧综合数据采集、处理与传输系统，还包括岸基监控中心，所述岸基监控中心与所述数据传输模块之间通过卫星通讯系统通信连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的智慧综合数据采集、处理与传输系统，运行稳定，实时性好，可实现对湖泊环境数据的动态采集和湖泊生物图像数据的动态采集，通过卫星通讯系统将采集到的数据通过输到岸基监控中心，实现对湖泊环境长时间监测和记录，从而保证人们对湖水环境的了解，以便采取相应措施。
附图说明
图1为本发明智慧综合数据采集、处理与传输系统结构图；
图2为本发明数据采集、处理与传输系统硬件框图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本发明提供一种智慧综合数据采集、处理与传输系统，如图1所示，包括水下潜器、环境信息传感器、红外热像仪传感器、水下潜器状态传感器、环境信息数据采集模块、红外数据采集模块、水下潜器状态数据采集模块、环境信息数据处理模块、红外数据处理模块、水下潜器状态数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块和电源管理单元；环境信息传感器、红外热像仪传感器和水下潜器状态传感器采集的数据分别发送至环境信息数据采集模块、红外数据采集模块和水下潜器状态数据采集模块，然后分别通过环境信息数据处理模块、红外数据处理模块和水下潜器状态数据处理模块进行处理和运算，并通过数据传输模块和数据存储模块将原始数据进行存储；所述智慧综合数据采集、处理与传输系统，还包括岸基监控中心，所述岸基监控中心与所述数据传输模块之间通过卫星通讯系统通信连接，实现数据的网络化传输。
所述水下潜器载有多普勒计程仪、全球定位系统GPS和水下声学定位仪，与所述水下潜器状态传感器连接，多普勒计程仪用于测量水下潜器的运动速度，全球定位系统GPS和水下声学定位仪采集的数据可用来测绘湖底地形图；所述水下潜器还载有温盐深仪CTD，与所述环境信息传感器连接，所述温盐深仪CTD 用来测定水下环境温度、盐度和压强；所述水下潜器还载有红外热像仪，与所述红外热像仪传感器连接，可对湖中生物红热成像，对湖中生态系统的研究提供数据。
如图2所示，所述系统主要由低功耗MSP430F169芯片和两块LPC2368芯片组成组成，其中一块LPC2368芯片接收所述水下潜器状态传感器数据，推算水下潜器航行位置，并将数据数据和推算结果根据主从通信协议传送给所述低功 MSP430F169芯片；另一块LPC2368芯片接收所述红外热像仪传感器数据，并将数据数据和成像结果根据主从通信协议传送给所述低功耗MSP430F169芯片；所述低功耗MSP430F169芯片接收从LPC2368芯片传来信息，并根据全球定位系统GPS和水下声学定位仪采集的数据运算测绘湖底地形图，同时将温盐深仪 CTD采集到的环境信息一起存入所述数据存储模块Flash芯片中，所述数据传输模块与岸基监控中心之间通过卫星通讯系统通信连接，实现数据的网络化传输；所述低功耗MSP430F169单片机的外围电路中设有RTC实时时钟电路、CTD控制电路、看门狗模块，用于控制环境信息传感器的采样起始时间、采样时间长度、采样时间间隔以及控制温盐深仪CTD的开关，从而降低整个系统的功耗；传感器数据均可通过串口传输到数据采集系统中，数据采用中断发送和接收。
所述电源管理单元为电压转换元件，所述电压转换元件采用多型号DC/DC 的隔离型电压转换模块，其对24V电池电压进行12V和5V转换，供给水下各模块独立的电源。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，包括水下潜器、环境信息传感器、红外热像仪传感器、水下潜器状态传感器、环境信息数据采集模块、红外数据采集模块、水下潜器状态数据采集模块、环境信息数据处理模块、红外数据处理模块、水下潜器状态数据处理模块、数据传输模块、数据存储模块、电源管理单元；环境信息传感器、红外热像仪传感器和水下潜器状态传感器采集的数据分别发送至环境信息数据采集模块、红外数据采集模块和水下潜器状态数据采集模块，然后分别通过环境信息数据处理模块、红外数据处理模块和水下潜器状态数据处理模块进行处理和运算，并通过数据传输模块和数据存储模块将原始数据进行存储。
2.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述水下潜器载有多普勒计程仪、全球定位系统GPS和水下声学定位仪，与所述水下潜器状态传感器连接。
3.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述水下潜器载有测量水下环境温度、盐度和压强的温盐深仪CTD，与所述环境信息传感器连接。
4.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述水下潜器载有红外热像仪，与所述红外热像仪传感器连接。
5.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述系统主要由低功耗MSP430F169芯片和两块LPC2368芯片组成。
6.根据权利要求5所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述低功耗MSP430F169单片机的外围电路中设有RTC实时时钟电路、CTD控制电路、看门狗模块。
7.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述电源管理单元为电压转换元件。
8.根据权利要求7所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，所述电压转换元件采用多种型号DC/DC的隔离型电压转换模块，其对24V电池电压进行12V和5V转换，供给水下各模块独立的电源。
9.根据权利要求1所述的智慧综合数据采集、处理与传输系统，其特征在于，还包括岸基监控中心，所述岸基监控中心与所述数据传输模块之间通过卫星通讯系统通信连接。
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