[发明专利]一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路及其控制方法

权利要求书

1.一种基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：包括LM358水面开关电路(1)、MS5837压力传感器电路(2)、STM32L1微处理器(3)、LoRa无线通信电路(4)；LM358水面开关电路(1)的输出端接STM32L1微处理器(3)的PA2，MS5837压力传感器电路(2)的SCL接STM32L1微处理器(3)的I2C_SCL，MS5837压力传感器电路(2)的SDA接STM32L1微处理器(3)的I2C_SDA，LoRa无线通信电路(4)的RESET接STM32L1微处理器(3)的PA4，LoRa无线通信电路(4)的DIO1接STM32L1微处理器(3)的PA5，LoRa无线通信电路(4)的SCK接STM32L1微处理器(3)的SPI1_SCK，LoRa无线通信电路(4)的MISO接STM32L1微处理器(3)的SPI1_MISO，LoRa无线通信电路(4)的NSS接STM32L1微处理器(3)的SPI1_NSS，LoRa无线通信电路(4)的MOSI接STM32L1微处理器(3)的SPI1_MOSI，STM32L1微处理器(3)的PA6控制LoRa无线通信电路(4)的电源开关；

所述LM358水面开关电路(1)包括LM358运算放大器、电阻R1、R2、R3、R4、电容C1、金属棒S1；LM358运算放大器的逻辑电源管脚8接VDD5V，负电源管脚4接地，输出端管脚1接STM32L1微处理器(3)的PA2，LM358运算放大器的反相输入端接金属棒S1的2引脚、电阻R2的一端；金属棒S1的1引脚接R4、C1的一端，R4、C1的另一端接地，电阻R2的另一端接VDD5V和电阻R1的一端，R1的另一端接R3的一端和运算放大器的同相输入端，R3的另一端接地；当LM358水面开关电路(1)中的金属棒S1的1、2两引脚位于水面上时，LM358运算放大器的同相输入端的电压为2.5V，反相输入端的电压为5V，此时反相输入端电压高于同相输入端电压，LM358运算放大器输出低电平给STM32L1微处理器(3)；当金属棒S1的1、2两引脚同时触水导通时，LM358运算放大器的同相输入端的电压大于反向输入端的电压，LM358运算放大器输出高电平给STM32L1微处理器(3)；

所述LoRa无线通信电路(4)包括SX1278芯片、电阻R5、R6、R7、三极管Q1、电容C2、C3、IRLML6401芯片Q2；SX1278芯片的RESET管脚4接STM32L1的PA4，DIO0管脚5接STM32L1的PA5，SCK管脚12接STM32L1的SPI1_SCK，MISO管脚13接STM32L1的SPI1_MISO，MOSI管脚14接STM32L1的SPI1_MOSI，NSS管脚15接STM32L1的SPI1_NSS，STM32L1的PA6控制LoRa无线通信电路(4)的电源开关；PA6通过电阻R6接三极管Q1的基极，三极管Q1发射极接地；电阻R6与PA6连接的一端还通过R5接地，三极管Q1的集电极接IRLML6401芯片Q2中MOS管的栅极、R7的一端，R7的另一端接电容C2的一端、C3的一端、MOS管的源极；C2、C3的另一端接地，MOS管的漏极接SX1278芯片的VCC；当STM32L1的PA6输出高电平时，三极管Q1导通，LoRa无线通信电路(4)的VCC管脚3置为高电平。

2.根据权利要求1所述的基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：所述MS5837压力传感器电路(2)包括MS5837压力传感器、电阻R8、R9；MS5837压力传感器的SCL管脚3接STM32L1的I2C_SCL、电阻R8的一端，R8的另一端接VDD3V3，MS5837压力传感器的SDA管脚4接STM32L1的I2C_SDA、电阻R9的一端，R9的另一端接VDD3V3。

3.根据权利要求1所述的基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路，其特征在于：所述MS5837压力传感器电路(2)安装在铅鱼底部，LM358水面开关电路(1)安装在与转子流速仪平行同高度位置，MS5837压力传感器电路(2)与LM358水面开关电路(1)安装位置有高度差，用于有效克服波浪的影响。

4.权利要求1-3任一项所述的基于双入水信号控制铅鱼水下无线通信的电路的控制方法，其特征在于：

当LM358水面开关电路(1)输出低电平时，无论MS5837压力传感器电路(2)采集到的压力值是否大于设定值，STM32L1微处理器(3)使PA6引脚复位输出低电平信号，LoRa无线通信电路(4)不工作；

当LM358水面开关电路(1)输出高电平且MS5837压力传感器电路(2)采集到的压力值大于等于设定值，STM32L1微处理器(3)使PA6引脚置位输出高电平信号导通LoRa无线通信电路(4)的电源开关电路，LoRa无线通信电路(4)工作；否则，LoRa无线通信电路(4)不工作；

当LM358水面开关电路(1)突然断开输出低电平，STM32L1微处理器(3)判断MS5837压力传感器电路(2)采集到的压力值是否大于等于设定值；

若MS5837压力传感器电路(2)采集到的压力值大于等于设定值，STM32L1微处理器(3)继续使PA6引脚置位输出高电平信号导通LoRa无线通信电路(4)的电源开关电路，LoRa无线通信电路(4)继续工作；

若MS5837压力传感器电路(2)采集到的压力值小于设定值，STM32L1微处理器(3)使PA6引脚复位输出低电平信号，LoRa无线通信电路(4)停止工作。