一种抛弃式海温探测仪通信系统的设计
- 作者：焦冰温雅婷叶松王晓蕾陈晓颖
- 会议时间：2012-09-01
- 关键词：海水温度测量 ; 抛弃式探头 ; FSK 调制 ; 低功耗
- 作者单位：中国人民解放军理工大学,江苏南京 211101
- 母体文献：第29届中国气象学会年会论文集
- 会议名称：第29届中国气象学会年会
- 会议地点：沈阳
- 主办单位：中国气象学会
- 语种：chi
- 分类号：TH7;TP3
摘要
抛弃式温深系统是快速获取大面积海域温度剖面资料的仪器,为海洋调查、科学研究、军事应用提供了先进的测量手段.新型远海机动水文环境监测系统(简称NMOHEMS)通过采用无人机机载方式,将多枚被投掷单元投放到目标区域,然后由被投掷单元受控释放测温探头,能够实现多点、同步获取海水剖面温度的信息.测温探头内的数据采集单元采用低功耗、高性能、多外设的MSP430 单片机作为微处理器同时完成数据的采集和处理任务,使用灵敏度高、响应速度快的NTC 热敏电阻作为温度传感器以获得海水温度.获得的海水温度数据通过有线传输送给被投掷单元,然后通过流星余迹的通信方式将数据传回地面主站.温度测量过程中,被投掷单元要将测温探头释放到水下1000m左右,二者使用信号线连接.数据传输系统采用1000m长、0.1mm线径的聚氨酯漆包线.由于线径很细,传输导线的直流电阻很大,线间电容和等效电感的数值也很大;随着线轴展开,传输信号的波形畸变较大;并且传输系统位于复杂的海洋环境中,导致数据在传输过程中产生严重衰减和形变.因此,系统对传输信号进行调制处理,采用FSK调制,可以克服传输距离长、信道参数快速时变等不利条件导致的信号衰减、形变,保障数据传输的可靠性.数据传输系统采用日本OKI 公司的可编程异步频移键控调制解调芯片MSM7512B 实现FSK 调制和解调.它具有体积小、功耗低、温度适应范围广、外围元件少、有较宽的电压工作范围等特点.MSM7512B 可选择四种工作方式,系统工作在方式一模式下,1200bit 半双工,频率为2100Hz/1300Hz.利用MSP430 单片机内部的USART0 模块实现串口通信,数据传输程序采用中断方式.首先进行系统初始化;然后设置串口参数,主要设置通信波特率和通信模式;最后进入低功耗状态等待中断发生.当数据采集单元完成测量时产生中断,发送测量数据.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.数据传输系统设计电路简单,易实现,可以方便地推广应用到其他抛弃式测量系统的通信中.