一種便攜式深海浮標的岸站通信系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，屬于浮標岸站通信系統領域，本實用新型要解決的技術問題為如何能夠確保岸站通信系統結構簡單、成本低且移動方便。技術方案為：該系統包括PC機、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一與GPRS模塊的串口連接；岸站控制器的串口二與銥星通信模塊的串口連接；岸站控制器的串口三與PC機的串口連接；岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊。
【專利說明】
一種便攜式深海浮標的岸站通信系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及浮標岸站通信系統領域，具體地說是一種便攜式深海浮標的岸站通信系統。
【背景技術】
[0002]海洋資料浮標是現代海洋環境立體檢測系統的重要組成部分，是長期連續進行海洋監測的主要手段之一，具有長期、連續、定點監測海洋情況的特點，是其它海洋監測手段無法替代的。岸站作為浮標系統重要組成部分，其功能是負責出航前的準備、浮標工作時的通信與數據接收以及歸航后設備維護與數據的處理等工作。
[0003]隨著嵌入式技術、無線通訊技術的發展，以嵌入式系統為平臺的無線通信、數據采集發布系統應用地越來越廣泛。
[0004]深海浮標一般投放在特定位置的深海上。岸站通信系統在浮標工作時與其通信，現有的浮標的岸站通信系統結構較為復雜、成本較高且移動不便。

【發明內容】

[0005]本實用新型的技術任務是提供一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，來解決如何能夠確保岸站通信系統結構簡單、成本低且移動方便的問題。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，該系統包括PC機、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一與GPRS模塊的串口連接，岸站控制器通過串口一與GPRS模塊進行通信，完成短信通知及時間校準功能，岸站控制器將通信數據存儲到岸站控制器上的SD卡中；岸站控制器的串口二與銥星通信模塊的串口連接，岸站控制器通過串口二與銥星通信模塊進行通信，給銥星通信模塊發送命令，并且接收銥星通信模塊發來的數據;岸站控制器的串口三與PC機的串口連接，岸站控制器通過串口三與PC機連接通信，PC機通過岸站控制器的串口三設置岸站控制器的時間，并監視岸站控制器的運行狀況;岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊，繼電器二連接GPRS模塊，岸站控制器通過控制繼電器一和繼電器二來控制銥星通信模塊和GPRS模塊的通電及斷電。
[0007]其中，該系統還包括硬件初始化模塊、時間顯示模塊、銥星命令發送模塊、短信和時間校準命令發送模塊以及命令時間監視模塊。硬件初始化模塊包括串口初始化模塊、GP1初始化模塊以及SD卡初始化模塊。時間顯示模塊通過岸站控制器的串口三輸出系統內部時間，并通過PC機顯示系統內部時間，判斷與銥星通信模塊與GPRS模塊的通信開始與結束時間，在通信開始時間到時，給銥星通信模塊和GPRS模塊上電開始通信，在通信結束時間到時，關閉銥星通信模塊與GPRS模塊的電源。銥星命令發送模塊與岸站控制器的串口二中斷配合，實現與銥星通信模塊進行通信，建立通信連接并且接收數據，將數據存儲到SD卡中。短信及時間校準模塊與岸站控制器的串口一中斷配合，在每天的特定時間與GPRS模塊通信，將每天數據的接收情況發送給管理者，并且讀取GPRS模塊的時間，用此時間來更新岸站控制器的內部時間，用于與海上的浮標控制器的時間保持同步。命令時間監視模塊用于監視命令發送的時間，如果某一條命令發送超時，將采取進一步措施，或者中斷通信，或者再次發送該命令。
[0008]作為優選，所述電源模塊采用12V直流電源。
[0009]更優地，所述岸站控制器上還設置有備用電池，該備用電池采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V，紐扣電池作為岸站控制器的備份電源，在該系統掉電時保持系統RTC時鐘的正常運行。
[0010]更優地，所述岸站控制器的型號為STM32F103VET6且具有SD1接口。
[0011]作為優選，所述GPRS模塊的型號為SB1900A。
[0012]本實用新型的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統和現有技術相比，具有以下有益效果:
[0013]1、本實用新型包括岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊;該通信系統在每天的特定時間段通過銥星與海洋上的浮標控制器進行通信，并將數據存入SD卡中；通過GPRS模塊更新系統時間，并且將每天的數據接收情況以短信形式發送給管理者;該系統具有靈活便攜，成本低并且運行穩定的特點；
[0014]2、本實用新型中采用的GPRS模塊中的GPRS是通用分組無線業務的簡稱，GPRS具有以下特點:(I)覆蓋面廣，接入時間短；(2)永遠在線:激活GPRS應用后，將一直保持在線；(3)按流量計費，可提供經濟的傳輸成本;(4)傳輸速率高，傳輸速率快速穩定;而銥星通信模塊中的銥星系統是美國摩托羅拉公司設計的低軌全球個人衛星移動通信系統，它與現有通信網結合，可實現全球數字化個人通信，與目前的衛星通信系統相比，銥星通信具有以下2大特點:(I)通信速率高，信號時延低，損耗小，可實現高可靠性的實時衛星通信；(2)每部衛星移動手持電話都可以與衛星連接，使地球上能看得見的地方都可以進行通信;本實用新型將GPRS模塊和銥星通信模塊的結合，實現了岸站無線通信，同時岸站通信系統結構簡單、成本低且移動方便。
[0015]故本實用新型具有設計合理、結構簡單、易于加工、體積小、使用方便、一物多用等特點，因而，具有很好的推廣使用價值。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0017]附圖1為一種便攜式深海浮標的岸站通信系統的結構框圖；
[0018]附圖2為一種便攜式深海浮標的岸站通信系統的主函數流程圖；
[0019]附圖3為附圖2的串口中斷流程圖。
[0020]圖中:1、岸站控制器，2、PC機，3、銥星通信模塊，4、GPRS模塊，5、繼電器一，6、繼電器二，7、電源模塊，8、串口一，9、串口二，10、串口三，11、備用電池，12、串口初始化模塊，13、GP1初始化模塊，14、SD卡初始化模塊，15、時間顯示模塊，16、銥星命令發送模塊，17、短信和時間校準命令發送模塊，18、命令時間監視模塊，19、SD卡。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0022]如附圖1所示，本實用新型的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，該系統包括PC機2、岸站控制器1、銥星通信模塊3、GPRS模塊4、繼電器一5、繼電器二 6以及電源模塊7，岸站控制器I上設置有串口一8、串口二9、串口三10和SD卡19，岸站控制器I的串口一8與GPRS模塊4的串口連接，岸站控制器I通過串口一8與GPRS模塊4進行通信，完成短信通知及時間校準功能，岸站控制器I將通信數據存儲到岸站控制器I上的SD卡19中；岸站控制器I的串口二9與銥星通信模塊3的串口連接，岸站控制器I通過串口二9與銥星通信模塊3進行通信，給銥星通信模塊3發送命令，并且接收銥星通信模塊3發來的數據;岸站控制器I的串口三10與PC機2的串口連接，岸站控制器I通過串口三10與PC機2連接通信，PC機2通過岸站控制器I的串口三10設置岸站控制器I的時間，并監視岸站控制器I的運行狀況;岸站控制器I分別連接繼電器一5和繼電器二6 ；電源模塊7分別連接繼電器一5、繼電器二6和岸站控制器I，繼電器一5連接銥星通信模塊3，繼電器二 6連接GPRS模塊4，岸站控制器I通過控制繼電器一 5和繼電器二6來控制銥星通信模塊3和GPRS模塊4的通電及斷電。電源模塊7采用12V直流電源。岸站控制器I上還設置有備用電池11，該備用電池11采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V，紐扣電池作為岸站控制器的備份電源，在該系統掉電時保持系統RTC時鐘的正常運行。岸站控制器I的型號為STM32F103VET6且具有SD1接口，可方便對SD卡進行讀寫操作。GPRS模塊4的型號為S頂900A。
[0023]該岸站通信系統與海洋浮標有特定的通信時間段，在通信時間內兩者均上電通信，在通信時間之外兩者斷電，以節省電能。該岸站通信系統與海洋浮標開始通信時，岸站系統中的岸站控制器I控制繼電器一5使銥星通信模塊3上電，接著岸站控制器I給銥星通信模塊3撥號與浮標控制器建立連接，建立連接后，兩者的數據傳輸變為透明傳輸，岸站控制器I通過串口發送命令給浮標控制器獲取浮標采集數據，數據采集完成或者通信時間到，岸站控制器I控制繼電器一 5關閉為銥星通信模塊3供電的電源模塊7，結束通信過程。岸站控制器I在每天的固定時間通過控制繼電器二6給GPRS模塊上電，將一天的銥星通信模塊3的數據通信結果以短信的方式發送給管理者，并對岸站通信系統中岸站控制器I的時鐘進行校準，以保持和浮標控制器時間的同步。
[0024]如附圖2所示，在該岸站通信系統主函數中進行系統時鐘設置，中斷配置，通過串口初始化模塊12實現串口初始化，通過GP1初始化模塊13實現GP1初始化，通過SD卡初始化模塊14實現SD卡初始化，接著讀取SD卡19中的配置文件，配置文件分為兩種，一種是存儲銥星號碼與短信聯系人的文件，另一種是記錄銥星通信時間斷點的文件。最后主程序進入無限循環中，該無限循環中有四個模塊，分別為:時間顯示模塊15、銥星命令發送模塊16、短信及時間校準模塊17、以及命令時間監視模塊18。時間顯示模塊15的功能是通過串口三1輸出顯示系統內部時間，判斷與銥星通信模塊3與GPRS模塊4的通信開始與結束時間，在通信開始時間到時，給銥星通信模塊3和GPRS模塊4上電開始通信，在通信結束時間到時，關閉銥星通信模塊3與GPRS模塊4的電源。銥星命令發送模塊16主要是與串口二 9中斷配合與銥星通信模塊3進行通信，建立通信連接并且接收數據，將數據存儲到SD卡19中。短信及時間校準模塊17的功能是與串口一 8中斷配合在每天的特定時間與GPRS模塊4通信，將每天數據的接收情況發送給管理者，并且讀取GPRS模塊4的時間，用此時間來更新岸站控制器I的內部時間，用來與浮標控制器的時間保持同步。命令時間監視模塊18用來監視命令發送的時間，如果某一條命令發送超時，將采取進一步措施，或者中斷通信，或者再次發送該命令。
[0025]如附圖3所示，首先，串口一8、串口二9、串口三10以及與之對應連接的GPRS模塊4的串口、銥星通信模塊3的串口、PC機2的串口接收字符;然后分析接收字符串；再然后，設置通信標志位;最后，串口中斷，通信結束。
[0026]本實用新型的具體工作過程:該岸站通信系統在每天格林威治標準時間的O點、6點、12點以及18點與浮標進行銥星通信，通信時間為15分鐘;在6點與GPRS模塊4通信，通信時間為10分鐘；當檢測到與銥星通信模塊3的時間到后，岸站控制器I控制繼電器一5，接通銥星通信模塊3的電源，岸站控制器I通過串口二9與銥星通信模塊3進行通信，與浮標上的浮標控制器建立通信連接，當連接建立后，數據傳輸變為透明傳輸，岸站控制器I通過串口二9發送命令，接收浮標控制器傳遞來的數據，并將數據存放到SD卡19中；當通信時間到或者本次的數據接收完畢，將下一次要傳輸的數據時間記錄在配置文件中，接著岸站控制器I控制繼電器一 5關閉銥星通信模塊的電源，結束此次數據傳輸。當岸站控制器I檢測到是6點時通過串口一開始與GPRS模塊4進行通信，通過發送AT指令將一天的數據傳輸情況以短信形式發送給管理者，然后讀取GPRS模塊4的時間來更新岸站控制器I的時間，以保持與浮標控制器時間的同步，當通信的時間到或者本次通信過程完畢，將岸站控制器I控制繼電器二6關閉GPRS模塊4的電源，本次通信過程結束。
[0027]通過上面【具體實施方式】，所述技術領域的技術人員可容易的實現本發明。但是應當理解，本發明并不限于上述的一種【具體實施方式】。在公開的實施方式的基礎上，所述技術領域的技術人員可任意組合不同的技術特征，從而實現不同的技術方案。
[0028]除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【主權項】
1.一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，其特征在于:該系統包括PC機、岸站控制器、銥星通信模塊、GPRS模塊、繼電器一、繼電器二以及電源模塊，所述岸站控制器上設置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口 一與GPRS模塊的串口連接;岸站控制器的串口 二與銥星通信模塊的串口連接;岸站控制器的串口三與PC機的串口連接;岸站控制器分別連接繼電器一和繼電器二；電源模塊分別連接繼電器一、繼電器二和岸站控制器，繼電器一連接銥星通信模塊，繼電器二連接GPRS模塊。2.根據權利要求1所述的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，其特征在于:所述電源模塊采用12V直流電源。3.根據權利要求2所述的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，其特征在于:所述岸站控制器上還設置有備用電池，該備用電池采用紐扣電池，紐扣電池的電壓為3V。4.根據權利要求3所述的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，其特征在于:所述岸站控制器的型號為STM32F103VET6且具有SD1接口。5.根據權利要求1所述的一種便攜式深海浮標的岸站通信系統，其特征在于:所述GPRS模塊的型號為S頂900A。
【文檔編號】H04W84/06GK205491170SQ201620304242
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】王萬強, 劉強, 于治樓
【申請人】浪潮集團有限公司