數(shù)據(jù)采集器用于完成海洋氣壓、氣溫、濕度、降水、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象要素和潮汐、水溫、鹽度等水文要素信息的采集?，F(xiàn)場傳感器或檢測儀表負(fù)責(zé)各種海洋信息的檢測，將參數(shù)物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，是采集器的信號(hào)輸入前端；雖然各種海洋參數(shù)檢測傳感器的工作原理各不相同、結(jié)構(gòu)也多種多樣，但其輸出信號(hào)無非是數(shù)字信號(hào)(RS232)、模擬信號(hào)或脈沖信號(hào)。采集器的信號(hào)接口及通訊接口設(shè)置需要與傳感器的信號(hào)輸出形式相匹配才能完成數(shù)據(jù)采集功能，是實(shí)現(xiàn)采集器通用性的關(guān)鍵因素之一，為此綜合數(shù)據(jù)采集器設(shè)置了3類信號(hào)接收接口：RS232串口、模擬信號(hào)接口和脈沖信號(hào)接口。
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采集器總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。MCU模塊(單片機(jī))作為整個(gè)采集器的控制核心，負(fù)責(zé)完成信號(hào)的多路采集、軟件濾波、數(shù)據(jù)運(yùn)算、上位機(jī)指令監(jiān)聽，數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、液晶顯示和鍵盤操作等控制功能。信號(hào)輸入模塊負(fù)責(zé)采集和調(diào)理各類水文氣象要素信息信號(hào)，然后將其送往MCU。單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行集中采集和處理后為每個(gè)數(shù)據(jù)都加上時(shí)間標(biāo)簽，然后將其以記錄的形式存入FLASH存儲(chǔ)器；單片機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)聽上位機(jī)指令，并通過有線或無線通信接口向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。
通信接口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下采象器的相互通信，上位機(jī)可以通過發(fā)送指令選擇采集器工作在水文采集還是氣象采集模式之下，上位機(jī)也可以通過指令修改采集器的系統(tǒng)時(shí)間。
為了安裝和調(diào)試方便，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了液晶和鍵盤模塊，用來快捷完成采集器工作模式的選擇、系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)定、水文或氣象參數(shù)的最大值和最小值設(shè)定等功能。
其他外設(shè)包括硬件看門狗模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊和供電電源模塊四個(gè)部分。由于采集器需要長期工作在無人看守的場合，為此需要設(shè)計(jì)硬件看門狗模塊，當(dāng)單片機(jī)死機(jī)或程序跑飛時(shí)自動(dòng)重啟采集器的軟硬件系統(tǒng)。采集器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大，因此設(shè)置了外部FLASH存儲(chǔ)模塊。數(shù)據(jù)傳輸格式要求用時(shí)間來標(biāo)記不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)，因此設(shè)置了實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊。采集器有可能工作在沒有交流電源的工作場合，為此設(shè)置了交流電源供電和12V太陽能電池供電的雙供電電路。
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