一种用于海洋探测的浮标微系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108563176A(43)申请公布日2018.09.21(21)申请号201810725298.0B63B22/18(2006.01)(22)申请日2018.07.04(71)申请人哈尔滨工业大学地址150000黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人刘晓为张海峰桑胜田李晓明蒋明(74)专利代理机构哈尔滨龙科专利代理有限公司23206代理人高媛(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)G01S19/47(2010.01)G01D21/02(2006.01)B63B22/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种用于海洋探测的浮标微系统(57)摘要本发明公开了一种用于海洋探测的浮标微系统，所述浮标微系统包括浮标、水下采集系统、定位系统、数据存储系统，其中：所述定位系统、数据存储系统搭载在浮标上；所述水下信息采集系统位于水下用于采集磁信号和水声信号；所述定位系统用于采集加速度信号与GPS信号，监测浮标的位置与姿态信息；所述数据存储系统用于将定位系统与水下采集系统的信息轮询读取并储存在SD卡上。本发明的浮标微系统体积微小易于布放，结构稳定入水安全，在缩减了浮标体积的同时完成水下磁、水声信息、加速度及GPS信号的监测及存储。CN108563176ACN108563176A权利要求书1/1页1.一种用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述浮标微系统包括浮标、水下采集系统、定位系统、数据存储系统，其中：所述定位系统、数据存储系统搭载在浮标上；所述水下信息采集系统用于采集磁信号和水声信号；所述定位系统用于采集加速度信号与GPS信号，监测浮标的位置与姿态信息；所述数据存储系统用于将定位系统与水下采集系统的信息轮询读取并储存在SD卡上。2.根据权利要求1所述的用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述水下信息采集系统包括磁传感器和水听传感器，其中：所述磁传感器用于采集磁信号，水听传感器用于采集水声信号。3.根据权利要求1所述的用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述定位系统包括加速度计、GPS传感器、微处理器，其中：加速度计用于采集加速度信号，GPS传感器用于采集GPS信号，加速度信号和GPS信号通过串口上传给微处理器，由微处理器与数据存储系统通信。4.根据权利要求1所述的用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述数据存储系统通过UART读取微处理器的定位数据，SPI串口读取水下信息，ADC_task作为spi主机轮询并接收转换完成的水听信号和磁信号，当数据缓冲区满则置位标志位1，uart_task接收到定位系统上传的位置及加速度信息后设置标志位以通知storage_task进行存储。5.根据权利要求4所述的用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述storage_task挂载FATFS文件系统。6.根据权利要求1所述的用于海洋探测的浮标微系统，其特征在于所述浮标为由上壳体和下壳体构成的内部中空的球形浮体，其中：所述浮标的内部设置有支撑骨架、锂电池和电源管理电路，其中：支撑骨架分为三层，支撑骨架的最上层设置有太阳能电池板和天线，中间层设置有无线传输系统，数据存储系统集成在无线传输系统中，定位系统置于无线传输系统的下面，最下层设置有电源管理电路；海浪能量收集器、锂电池位于球形浮体的下部，锂电池位于电源管理电路下面；所述下壳体的下部设置有整流罩，下壳体的下部和整流罩之间设置有探头，水下信息采集系统位于探头中。2CN108563176A说明书1/3页一种用于海洋探测的浮标微系统技术领域[0001]本发明属于海洋水下信息采集技术领域，涉及一种海洋浮标，具体涉及一种集成了水下采集系统、定位系统与数据存储系统的海洋探测浮标微系统。背景技术[0002]针对水下信息的探测一般有两种方法，一种是将传感器装置在测量船上，随船移动进行探测。但测量船目标大、隐蔽性弱及船体自身噪声对探测系统的影响限制了这种方法的应用。另一种是将探测系统搭载在浮标上。海洋浮标是为了测量海洋的环境数据而放置在海平面上的浮动结构，它可以在恶劣海况下，无人看守、长时间不间断运行在海平面上，能够自动地对水下环境进行全面观测。但是浮标体积较大不适用于飞机抛洒等布放方式，且探测信息仅以水声信号为主，仅通过单个矢量水听器不能更好地对空间目标进行定位，因此研究能够综合探测磁信号与水声信号的浮标微系统具有重要意义。发明内容[0003]本发明针对探测浮漂的应用环境和探测需求，提供了一种体积微小的用于海洋探测的浮标微系统，通过TMR磁传感器、水听传感器、MEMS加速度计、GPS传感器进行水下信息的可靠采集，并通过无线传输系统将数据发送至范围内无人机，使数据实现中继传输。[000