智能型通用水下自救釋放系統(tǒng)

4 自救浮標(biāo)設(shè)計(jì)
自救浮標(biāo)的設(shè)計(jì)主要是三方面：一是信號(hào)接收，即通過(guò)GPS模塊接收衛(wèi)星定位信號(hào)并發(fā)送給微處理器；二是控制和無(wú)線通信，通過(guò)微處理器控制GSM／GPRS模塊建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，把報(bào)警信號(hào)和定位信號(hào)以短信的方式發(fā)送給岸基控制中心；三是能源方面，鑒于浮標(biāo)是在海面上，采用獨(dú)立電源供電保證了系統(tǒng)有足夠的續(xù)航時(shí)間。
自救浮標(biāo)的外形設(shè)計(jì)如圖4所示。其中，頂部放置射頻天線，此處采用低功耗的ZYM-GA45(W)-3 GPS接收器和BENQ22GRPS收發(fā)模塊，用來(lái)接收GPS信號(hào)，發(fā)射GSM／GPRS信號(hào)。天線下的浮球用泡沫材料做成，用來(lái)保證天線通信的順暢并保持浮標(biāo)在水中的平衡。浮標(biāo)中間放置電路板和通信模塊。電路板下層放置系統(tǒng)供電電池。浮標(biāo)底部放置較重物品用來(lái)對(duì)浮標(biāo)進(jìn)行配重，以使浮標(biāo)穩(wěn)定地漂?。蛔畹撞渴欠浪宇^，通過(guò)線纜與水下探測(cè)設(shè)備連接以進(jìn)行拖曳，同時(shí)還完成與目標(biāo)通信的功能。浮標(biāo)外殼采用甲醛樹脂材料加工制作，保證了系統(tǒng)的堅(jiān)固、防水。

當(dāng)自救浮標(biāo)從釋放機(jī)構(gòu)脫離后，浮標(biāo)部分便自動(dòng)加電運(yùn)行。開啟GPS模塊用來(lái)接收衛(wèi)星定位信號(hào)，同時(shí)把該信號(hào)傳送給微處理，微處理器通過(guò)發(fā)送指令來(lái)控制GPS模塊跟GSM／GPRS模塊，保障二者穩(wěn)定工作。GSM／GPRS模塊收到微處理器的指令以后，將GPS定位信號(hào)以短信的方式發(fā)送給主控制臺(tái)。主控制臺(tái)通過(guò)系統(tǒng)的處理，把定位信號(hào)在GIS電子地圖上顯示出來(lái)，使工作人員能夠迅速地找出浮標(biāo)所在位置。
為了保證自救浮標(biāo)部分有足夠的續(xù)航時(shí)間，除了在電路部分采用低功耗芯片和低功耗模塊以外，電源的設(shè)計(jì)也是重點(diǎn)，它關(guān)系到整個(gè)自救系統(tǒng)的壽命，甚至整個(gè)系統(tǒng)的可行性。浮標(biāo)系統(tǒng)采用6000mA鋰電池單獨(dú)供電，可在不影響浮標(biāo)上浮的情況下保障系統(tǒng)連續(xù)工作48h以上。

5 系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)證
5．1 控制艙部分
系統(tǒng)上電運(yùn)行后，首先測(cè)試液晶顯示及各傳感器的數(shù)據(jù)采集是否正常，再進(jìn)行參數(shù)配置。此時(shí)需要上位機(jī)軟件。在PC機(jī)上編寫如圖5示的VC界面，以設(shè)置特征值上限。PC與單片機(jī)以串口的形式進(jìn)行通信，通信協(xié)議如表1和表2所示。

有關(guān)表1的通信協(xié)議解釋：PC機(jī)通過(guò)串口向釋放系統(tǒng)發(fā)送此條命令，以配置釋放器監(jiān)測(cè)參數(shù)。‘S’表示參數(shù)配置命令。濕度，溫度，工作時(shí)間，深度，設(shè)備電壓是要配置的參數(shù)上限。如果釋放系統(tǒng)傳感器測(cè)試到的濕度，溫度，工作時(shí)間，深度以及設(shè)備電壓等某一項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)既定上限，則釋放浮標(biāo)。