遙測遙控航標的設(shè)計與應(yīng)用
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(1)JB35GB通訊模塊的發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)短信的格式為(16進制HEX格式發(fā)送數(shù)據(jù))：23 3X3X3X3X3X3X3X3X3X3X3X23datal…dataN(等待≥0．1 s表示結(jié)束)。其中，XXXXXXXXXXX是需要發(fā)送的目的手機號碼，號碼的開頭和末尾都加“23”組成一個號碼段，號碼段也可以省略，這時datal…dataN就直接發(fā)送給“短信數(shù)傳設(shè)置”中的默認接收數(shù)據(jù)方的手機號碼上。
“2323datal…dataN(等待≥0．1 s表示結(jié)束)”。datal…dataN是計算機或單片機需要發(fā)送的數(shù)據(jù)部分，N≤140。數(shù)據(jù)必須以16進制HEX格式發(fā)送，如果要發(fā)送ASCII碼或Unicode碼，就先要把ASCII碼或Unicode碼轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的16進制數(shù)再發(fā)送。如果想把計算機或單片機的文本數(shù)據(jù)發(fā)送給普通手機顯示閱讀，則必須把文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Unicode碼對應(yīng)的16進制HEX格式發(fā)送。計算機或單片機向JB35GB傳輸數(shù)據(jù)必須從第一個Byte“#”到最后一個Byte dataN連續(xù)傳輸。當發(fā)送完最后一個數(shù)據(jù)dataN后，在以后的0．1 s里，計算機或單片機就不能再向串口發(fā)送任何數(shù)據(jù)。JB35GB檢測到串口≥0．1 s無數(shù)據(jù)后，則把datal…dataN打包成短信的格式發(fā)送出去。
對于連續(xù)發(fā)送多條短信數(shù)據(jù)時，必須遵循以下原則：第一條短信數(shù)據(jù)發(fā)送給JB35GB后，串口出現(xiàn)了一個發(fā)送成功確認信號“OD”后，就可以發(fā)送第二條短信數(shù)據(jù)。
(2)JB35GB通訊模塊的接收。JB35GB在收到短信數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)還原成和發(fā)送時對稱的數(shù)據(jù)格式，同時從TTL串口和RS232串口輸出給計算機或單片機。計算機或單片機必須采用串口中斷方式接收JB35GB串口傳來的數(shù)據(jù)，以保證短信數(shù)據(jù)不會丟失。JB35GB把接收到的短信數(shù)據(jù)向串口輸出后，則將此短信立即刪除，因此JB35GB內(nèi)部短信是不會溢出的。
3．3 電機驅(qū)動及制動單元
為減少絞車功耗，延長航標免維護時間，在滿足扭矩的前提下，絞車電機選用小功率直流電機。由于江面有一定流速，水流對船體的作用力較大，因此絞車內(nèi)部必須安裝失電制動單元，防止水流作用拽動纜索。只有當絞車制動器通電后，絞車才允許轉(zhuǎn)動。因此絞車每次啟動分兩步執(zhí)行，首先通過單片機控制固態(tài)繼電器輸出，給制動器上電解除制動，然后單片機控制穩(wěn)壓電源輸出給絞車電機供電，開始收放纜索。絞車驅(qū)動單元與其他單元接口關(guān)系如圖5所示。
絞車驅(qū)動器供電電壓上限為48 V；蓄電池的標稱電壓為48 V；實際太陽能充電時為浮動電壓，因此輸出電壓會大于蓄電池電壓，從安全角度考慮，驅(qū)動單元輸入電壓應(yīng)先經(jīng)過穩(wěn)壓48 V后再輸入。
3．4 軟件結(jié)構(gòu)
為實現(xiàn)航標控制系統(tǒng)軟件的功能，并使所開發(fā)的軟件具有高度的可靠性和可維護性，采用模塊化設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，構(gòu)成指示航標控制軟件總體結(jié)構(gòu)，軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示，各模塊功能分別為：初始化模塊包含端口、參數(shù)的初始化；GPS數(shù)據(jù)處理模塊用于收取、驗證、處理GPS數(shù)據(jù)；工況獲取模塊用于A／D采集、門限監(jiān)測、應(yīng)答；中斷模塊用于定時中斷、串口中斷；串口通信模塊用于GSM數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、應(yīng)答信息；絞車控制模塊用于絞車收纜、放纜、停止。
監(jiān)控中心控制軟件主要負責監(jiān)控記錄航標測量數(shù)據(jù)，監(jiān)測航標報警信息及控制航標調(diào)整位置。監(jiān)控中心共享水位站水位信息，通過水位變化計算出航標纜索調(diào)整量，通過GSM單元發(fā)送操作指令，航標中心處理單元接收到調(diào)整指令后，開啟絞車調(diào)整纜索，并檢測調(diào)整長度，調(diào)整到位后自動停止絞車收放，若絞車在設(shè)定時間內(nèi)未停止，單片機將強制停止絞車，防止過收纜索使航標沒入水中。
4 結(jié)束語
文中采用單片機與GSM模塊相結(jié)合設(shè)計的遙測遙控航標設(shè)備已在某些水域航道得到應(yīng)用，實際運行使用中，該設(shè)備工作穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)還可外加水深測量裝置，根據(jù)水位深度變化控制纜繩收放，形成自閉環(huán)收放系統(tǒng)，實現(xiàn)無人值守全自動遙測遙控航標。
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