温盐深度传感器的新数据采集与应用

时间:2019-02-10 11:59:36 来源:杏耀官网 作者:匿名


介绍

随着工业和国防技术的发展,潜水设备在各种应用中变得越来越苛刻,高精度和复杂,特别是在军事应用中。在各种潜水设备技术的发展中,重要的潜水器充分体现了这一点。为了提高潜水器的深潜能力,潜水器配备了一体化导航显示控制系统,确保潜水器能够准确通气。 ,成功完成各种水下作业任务。由于潜水器的尺寸和负载限制,用于集成导航显示控制系统的传感器必须体积小,重量轻,耐压高,并且功能上能够快速准确地获得潜水器的导航参数。 。在测量海水温度,电导率,压力,深度,盐度,声速,密度等状态参数时,SBE 37-SI MicroCAT温度和盐深度传感器可以一次性测量上述海水的七个状态参数,并且在准确度上,在体积和重量方面满足系统设计的要求,是一种非常适合在潜水器上使用的传感器。以下是关于潜水器中SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器的数据采集过程的讨论。传输格式不对应,不便于直接传输。提出了可行的设计方案和想法,并且已经描述了应用的示例。

1 SBE 37-SI MicroCAT温度和盐深度传感器在潜水器中

潜水器组合导航显示控制系统主要采用组合导航技术和信息融合技术将各种导航设备有机地结合起来。过滤器技术用于处理各种导航信息而无需更改导航设备。各种导航信息相互补充,以提高导航和定位精度。通过集中显示导航信息,集中控制和综合处理,可以最大化每个导航信息的作用,并实时提供对设备的全面和最佳导航。信息。温湿度传感器的功能是实时测量海水的各种状态参数,如温度,电导率,压力,深度,盐度,声速,密度等,并将其发送到集成导航显示控制系统,然后显示它以供其他设备使用。为确保潜艇导航安全和完成救助搜救任务,潜水器上传感器的测量必须符合导航要求;数据刷新率必须符合潜水器的要求;测量数据必须稳定可靠。 SBE 37-SI MicroCAT温度深度传感器可在这些区域实现性能,并满足导航系统的要求。SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器目前在国外的许多潜水器和潜艇中使用,在中国很少使用。外部尺寸为43.69厘米长,最大高度为13.97厘米,最大宽度为10.8厘米,重量约为2.9千克。 SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器具有非常高的测量精度,例如,-5至30°C的温度范围和0.0001°C的精度。它还可以测量水深处的所需压力。 7,000米精确的导航信息。 SBE 37-SI MicroCAT和其他设备主要根据NMEA-0183标准执行串口异步通信,交换数据并在两个方向上传输。其外部接口为EIA RS-232,传输波特率可在1200bit/s至38400bit/s之间选择。发送的字符代码为ASCII码,输出参数也可以选择测量数据传输速率。每个测量数据输出的时间间隔为1.15秒至22.19秒。

2 SBE 37-SI MicroCAT接口电路设计

SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器的输出数据格式与通用导航设备的通用格式,例如GPS数据格式:$ PASHR,POS,n,...,tt.t,vvvv * cc [CR ] [LF]它包含起始符号$,数据内容,代码和标志*,代码和cc,数据终止符[CR] [LF]。 SBE 37-SI MicroCAT的输出数据格式没有起始符号,代码和标志以及代码总和。它还有一个很大的特点:SBE 37-SI MicroCAT温度深度传感器的输出具有电平保护。当电源关闭时,它重新通电,输出电平为零,测量数据不会自动发送出去。必须发送激励信号(数据发送命令)才能触发它。它的触发信号是两个回车换行字节(即0x0D,0x0A),但不能连续发送。它必须在两秒钟内发送两次,以便可以触发传感器根据设置的格式和速率发送数据。 。为了使温度和深度传感器输出的数据格式与通用导航设备的数据格式一致,有必要设计一个数据格式转换接口电路,需要完成工作:首先获取外部命令或生成触发命令发送到传感器,触发传感器;然后接收外部命令改变SBE 37-SI MicroCAT输出数据的波特率,传输数据的更新率;并从中接收数据,加上起始字符,代码和标志,以及代码和;如果在数据中如果有空格,则将空格替换为零;最后,数据输出到集成导航显示控制台。因此,数据格式转换接口电路一方面处理控制指令的中断,实现改变传感器的波特率和数据更新率,另一方面,与传感器进行串行数据通信。

3实际应用实例

由于SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器提供的RS232数据格式不同于常用的导航设备数据格式,因此无法直接连接到潜水式组合导航显示控制台系统进行数据交换。为了便于通信,笔者在实际工程应用中设计了一种数据格式转换电路板。电路结构如图2所示。

图2 SBE 37-SI MicroCAT数据格式转换板设计

在图1中2,通信控制微控制器负责接收数据,将接收表示海水的状态参数的ASCII字符转换为数字类型,判断数字类型的正负,用零替换相应的空格,然后转换为ASCII字符类型,添加起始字符$和每个数据的第一个字母(即T,C,P,D,S,V,R),计算$之后所有字符的代码总和,然后是代码和徽标和代码并且,回车,换行加,最后通过RS232输出到综合导航控制台。另一方面,来自综合引导控制台的命令被接收并发送到SBE 37-SI MicroCAT温度 - 深度传感器,并且对传感器的响应完全返回到集成引导站。因此,综合引导显示控制台可以改变温度和温度传感器的输出数据,数据输出的时间间隔及其状态,并且可以以通用格式接收数据。本例的硬件使用常用的AT89C51微控制器。 AT89C51微控制器是一款低电压,高性能CMOS 8位,具有4K字节的可扩展可编程可擦除只读存储器(FPEROM)。微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术制造,兼容行业标准MCS-51指令集和输出引脚。 ATMEL的AT89C51将多功能8位CPU和闪存集成在一个芯片中,是一款高效的微控制器,可为许多嵌入式控制系统提供灵活且经济高效的解决方案。

由于程序设计相对简单,为了提高开发效率,程序是用高级语言编写的,但汇编语言是直接选择的。在具有高可靠性要求的环境中,串行RS232编程仅使用三条信号线,例如发送,接收和接地,以确保可以随时发送和接收数据,从而提高可靠性。

SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器测量空气中的直接数据格式(如果数据为负,则再加一个):

Xxx.xxxx,xx.xxxxx,xxxx.xxx,xxxx.xxx,xxxx.xxxx,xxxxx.xxx,xxx.xxxx [CR] [LF]

24.7798,0.00068,-0.310,-0.307,0.0130,1496.123,-2.8873 [CR] [LF]

接口电路从传感器接收数据接口的数据输出(带有三个负值)(交错空间为零):

$ Txxx.xxxx,Cxx.xxxxx,Pxxxx.xxx,Dxxxx.xxx,Sxxxx.xxxx,Vxxxxx.xxx,Rxxx.xxxx * cc [CR] [LF]

$ T024.7798,C00.00068,P-0000.310,D-0000.307,S0000.0130,V01496.123,R-002.8873 * 66 [CR] [LF]4。结论

SBE 37-SI MicroCAT温度和深度传感器的性能,体积,质量和可靠性可满足潜水器中集成制导系统的设计要求。它可以精确测量潜水器所需的海水温度,电导率和压力。状态参数,例如深度,盐度,声速和密度。由于输出数据格式不同于导航设备的通用格式,因此无法直接连接。因此,必须将数据格式转换电路连接到接口以获得传统的数据输出格式,从而可以更快地开发通信。数据采集??软件通过人机界面完成数据采集系统的控制和通信。本文介绍的示例系统的硬件和软件实现方法相对简单,可靠性高,具有广泛的实用性。

摘录自:中国计量与测量网络

[关键词]温神深度传感器,奥克官方网站,北京世纪奥克

>

下一篇:浅谈光纤传感器在测量技术中的应用