[发明专利]一种海水温度探测系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋探测技术领域，特别涉及一种海水温度探测系统。

背景技术

探测技术是促进海洋科学逐渐走向成熟的关键因素之一，海洋科学从物理、生物到地质，从海气交换到大洋剖面水体，探测尺度和范围跨越时间和空间几十个数量级。目前随着探测技术的发展，海洋科学发展所依赖的海洋数据获取方式正在从“考察”向“探测”转变，而且海洋环境监测已进入从空间、沿岸、水面及水下对海洋环境进行全方位、全天候立体监测的时代。然而，目前我国大部分的海洋环境监测技术仍然依靠船舶观测和台站观测技术周期性的采集海洋表层或有限的一些水层的要素数据，对于海洋次表层以及深层水下的资料十分稀缺。随着人们对海洋科学认知需求的提升，仅仅依靠表层或有限水层的要素数据，难以对我国广阔海域的物理、生物、化学环境等多方面状况进行深入了解，无法满足全方位的立体监测要求，不能适应我国海洋经济发展的需要。

温度、盐度等海洋水文环境参数的获取日益重要。如何快速获取大面积海域次表层和深层海水温度剖面要素数据，是我国海洋环境监测中关键的一环。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种海水温度探测系统，对采集数据进行FSK调制和解调，实现了水下探头和水面本体的长距离传输信道数据通信，将多个投掷式浮标投放到目标区域，通过星型无线网络相互连接，实现了多点、同步获取深层水下海水剖面温度信息。

(二)技术方案

一种海水温度探测系统，包括投掷式浮标、大功率无线网桥和地面监测中心服务器；多个所述投掷式浮标由无人机携带投放于目标海域，所述投掷式浮标漂浮于海面上；多个所述投掷式浮标构成星型网络，所述大功率无线网桥位于所述星型网络的中心；所述投掷式浮标采集海水温度，通过无线网络发送给所述大功率无线网桥，所述大功率无线网桥收集所述投掷式浮标发送的数据，再通过所述无线网络上传给所述地面监测中心服务器；

所述投掷式浮标包括探头和本体，所述探头位于海面下，所述本体位于海面上，所述探头和所述本体通过信号传输线相连接；当所述投掷式浮标收到所述地面监测中心服务器的采集指令，所述探头和所述本体相互分离，所述探头下潜至海面下1000m处，探测该点的海水温度；所述探头将数据通过所述信号传输线传送给所述本体；

所述探头包括数据采集单元、数据处理单元和调制发射单元，所述数据采集单元采集海水温度，输出模拟电压信号，送入所述数据处理单元的A/D转换通道进行模数转换，输出数字信号经所述调制发射单元调制成频率信号；所述本体包括解调接收单元和无线传输单元，所述解调接收单元接收所述探头经所述信号传输线发送的频率信号并进行解调为所述数字信号，通过所述无线传输单元送入所述无线网络。

进一步的，所述信号传输线采用1000m长，0.1mm线径的聚氨酯漆包线。

进一步的，所述数据采集单元为温度传感器，所述温度传感器选用NTC热敏电阻。

进一步的，所述数据处理单元选用单片机MSP430F449。

进一步的，所述调制发射单元和所述解调接收单元具有相同的电路结构，包括调制解调器、高频变压器、石英晶振、第一电阻和第一～第四电容，其中所述调制解调器选用可编程异步频移键控调制解调芯片MSM7512B，所述第四电容为电解电容。

进一步的，所述无线传输单元为ZigBee无线模块，包括单片机MSP430F449和JN5139模块。

进一步的，所述投掷式浮标还包括供电单元，所述供电单元为锂电池。

作为优选，所述供电单元为太阳能发电面板，所述太阳能发电面板位于所述本体外部。

(三)有益效果

本发明提供了一种海水温度探测系统，对采集数据进行FSK调制和解调，实现了水下探头和水面本体的长距离传输信道数据通信，克服了传输信道波形畸变大和海洋环境的不利条件，同时将多个投掷式浮标投放到目标区域，通过星型无线网络相互连接，实现了多点、同步获取深层水下海水剖面温度信息，远海探测成本、信息获取的机动性和实时性均显著优于船载和台站监测，其系统结构简单，成本低廉，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，传输稳定和可靠，可扩展性强，易实现，可以推广应用到其它抛弃式测量系统的通信中。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种海水温度探测系统的结构示意图。

图2为本发明所涉及的一种海水温度探测系统的结构框图。

图3为本发明所涉及的一种海水温度探测系统的调制解调接收电路原理图。