智能化海豚動(dòng)力電源設(shè)計(jì)

3 定位與報(bào)警系統(tǒng)
3．1 定位與報(bào)警電路
為了確定海豚所在位置和監(jiān)測(cè)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)出自的海域位置，對(duì)海豚實(shí)行GPS定位控制。本文選擇Garmin公司近期研制開(kāi)發(fā)的GPS15L OEM板，把該板上的RXD1端口和TXD1端口分別與AT89C52單片機(jī)的TXD，RXD端口連接，實(shí)現(xiàn)把GPS信號(hào)送入AT89C52進(jìn)行數(shù)據(jù)處理來(lái)獲得對(duì)海豚的位置的定位信號(hào)，并通過(guò)GR47無(wú)線模塊與控制中心對(duì)接，使控制中心及時(shí)掌握海豚及攜帶儀器情況。GR47無(wú)線模塊短信報(bào)警電路原理圖，如圖6所示。
3．2 GR47無(wú)線模塊簡(jiǎn)介
GR47是帶有GPRS／GSM全套語(yǔ)音和數(shù)據(jù)功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良的無(wú)線模塊。它具有體積小，僅為50 mm×33 mm×7．2 mm，電源電壓3～5 V，頻率為GSM 900 MHz(DCS 1 800 MHz)，傳輸速率可達(dá)85．6 Kb／s，GPRS模式AT命令集為支持GSM 0．760和0．707版本，可發(fā)短信及通話，適合M2M解決方案，可用于嵌入式控制。
3．3 短信報(bào)警基本原理
為了使儀器和采集的海洋資料得到回收，儀器浮出水面后的壓力最小，微處理器調(diào)出短信報(bào)警子程序，系統(tǒng)執(zhí)行短信報(bào)警命令，AT89C 52單片機(jī)輸出接通GR47和MAX3772E的電源，使其處于工作狀態(tài)，單片機(jī)再?gòu)腞XD和TXD腳把儀器浮到水面信息通過(guò)GR47無(wú)線模塊和GPRS網(wǎng)絡(luò)以短信方式發(fā)送到特定的手機(jī)上，告訴相關(guān)的實(shí)驗(yàn)人員，讓它對(duì)儀器和采集的海洋資料進(jìn)行相關(guān)回收處理，避免儀器和資料丟失。
3．4 實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證由動(dòng)物攜帶發(fā)電機(jī)隨動(dòng)物在水里游動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電的可能性。實(shí)驗(yàn)時(shí)把發(fā)電系統(tǒng)和儀器系于水牛身上，讓水牛在水庫(kù)中游蕩，水牛背上的燈泡能發(fā)光，同時(shí)其他儀器也能工作。

4 結(jié)語(yǔ)
利用海豚能在水下長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的特點(diǎn)，借助海洋動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)為動(dòng)力，使系于海豚身上的水力機(jī)在海水的反作用力驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，作為監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境和拍攝海底世界儀器的電源。由于該發(fā)電系統(tǒng)是根據(jù)水壓大小和工作時(shí)間的長(zhǎng)短確定解系繩動(dòng)作的。通過(guò)調(diào)節(jié)平衡箱的體積來(lái)調(diào)整發(fā)電機(jī)組在水中受到的浮力，使浮力大于重力而上浮到水面上，再利用無(wú)線短信報(bào)警的方式，進(jìn)行對(duì)發(fā)電機(jī)組和資料回收?qǐng)?bào)警，使其既能收集到海洋資料，又不污染海洋和傷害海豚。由實(shí)驗(yàn)可知，該海豚動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)具有供電時(shí)間長(zhǎng)、不消耗燃料、無(wú)污染、安全和可靠性高的特點(diǎn)。它不但可以用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和海洋研究，也可用于對(duì)敵人海底武器的監(jiān)視。因此，該海豚動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。