海洋浮游生物粒徑譜激光檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種海洋浮游生物粒徑譜激光檢測電路，可應用于海洋浮游生物粒徑譜檢測領域。
技術背景
[0002]針對海洋環境下數量眾多的浮游生物實現快速、準確、大范圍的量化調查面臨著非常大的困難。海洋環境范圍大，浮游生物種類多、數量大、體型細小，很多浮游生物必須借助放大裝置才能看見，因此給浮游生物的快速量化調查帶來了相當大的困難。目前，對于海洋浮游生物的研宄方法主要是通過拖網方式獲取生物樣品，在解剖鏡或顯微鏡下對其進行觀察分析、計數統計。這種方法雖然能夠獲取較為準確的調查數據，但是需要大量具有較強專業知識的科研人員，而且調查范圍也只局限于幾個特定選址點，缺乏大尺度范圍的調查結果，調查速度非常緩慢，無法快速及時地形成漁場生態環境和養殖標準的調查結果。海洋浮游生物粒徑結構(指不同粒徑個體的數量，又稱為粒徑譜)是海洋生態群落結構的一個重要方面，具有重要的生態學意義和應用價值。海洋生態系統中的能流分配，在很大程度上取決于生物顆粒的大小。不同的生態系統有不同的粒徑譜，粒徑譜分布可以反映出一個海洋漁場區域的群落組成等生態特征。因此，基于浮游生物粒徑組成和數量分布關系的粒徑譜數據分析技術，已成為海洋生態學研宄的一個新的重要手段，特別適合于海洋漁場生態環境的快速量化調查。如何實現海洋漁場環境中浮游生物及其關鍵類群的豐度、生物量分布的自動原位探測，就成為目前亟待解決的一個重要課題。國外最著名的浮游生物檢測系統VPR II (Video Plankton Recorder II)即浮游生物視頻記錄儀二代，主要用于水平拖曳工作，記錄浮游生物的水平分布格局。VPR II主要是由高壓氙燈發光，光線在中軸處發生衍射，在另一邊設置了 4個分辨率不同的CCD相機，分別將浮游生物的形態成像，再將4個CCD相機所得成像數據傳回VPRII主控單元部分，由光纖數據傳輸單元將水下信息傳回上位機。VPRII上還搭載了溫度傳感器和電導率傳感器等傳感器，能夠在機器工作時將水下的一些參數測量出來。但是VPRII也有其自身的局限性:VPRII使用的是CCD成像技術，工作時將產生大量的數據，這對于存儲單元容量、數據傳輸速度以及整個系統的工作時長等都是一個挑戰，并且后續的數據處理也難度不小。
【發明內容】
[0003]本發明針對目前國內還缺乏一種對大范圍浮游生物粒徑分布實施快速準確調查的技術手段的現狀，利用海洋浮游生物粒徑譜激光檢測技術對浮游生物的粒徑大小、數量等參數進行檢測。
[0004]本發明包括主控電路，網絡數據傳輸電路，傳感器電路，電源電路，數據存儲電路，調試和固件升級接口電路。
[0005]主控電路包括主控核心板Ul、撥碼開關S2、電阻R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51、R52、R53、R54。主控核心板 Ul 的 A35 腳、A38 腳、A44 腳、A49 腳、B46 腳、C9 腳、C14 腳、C16 腳、C19 腳、C34 腳、C36 腳、C48 腳、C50 腳、D15 腳、D31 腳、D44 腳、D49 腳、D50腳接地，主控核心版Ul的B49腳、C43腳、C45腳、C47腳、C49腳接5V電源。3.3V電源分別與電阻R43、電阻R44、電阻R45、電阻R46的一端相連，電阻R46、R43、R44、R45的另一端分別接撥碼開關的I腳、2腳、3腳、4腳。主控核心板Ul的D16腳與BOOTO相連，Β00Τ0與電阻R47的一端相連，電阻R47的另一端接地。主控核心板Ul的D14腳與B00T1相連，B00T1與撥碼開關S2的I腳相連；主控核心板Ul的D12腳與B00T2相連，B00T2與撥碼開關S2的2腳相連；主控核心板Ul的DlO腳與B00T3相連，B00T3與撥碼開關S2的3腳相連；主控核心板Ul的D8腳與B00T4相連，B00T4與撥碼開關S2的4腳相連；主控核心板Ul的D6腳與B00T5相連，B00T5與電阻R52的一端相連，電阻R52的另一端接地；主控核心板Ul的D4腳與B00T6相連，B00T6與電阻R53的一端相連，電阻R53的另一端接地；主控核心板Ul的D2腳與B00T7相連，B00T7與電阻R54的一端相連，電阻R54的另一端接地；電阻R48、R49、R50、R51的一端分別與撥碼開關S2的8腳、7腳、6腳、5腳相連，電阻R48、R49，R48、R49的另一端接地。
[0006]網絡數據傳輸電路包括網絡物理層芯片U3、晶振Y1、網口座J1、電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、電容 C7、C8、C9、C10、Cll、C12、C13、C14。網絡物理層芯片U3的I腳、6腳、12腳、27腳、電容C7的一端與3.3V電源相連，電容C7的另一端接地，網絡物理層芯片U3的33腳接地，網絡物理層芯片U3的4腳與電阻R31的一端、晶振Yl的I腳、電容C13的一端相連，網絡物理層芯片U3的5腳與電阻R31的另一端晶振Yl的3腳電容C14的一端相連，電容C13的另一端、電容C14的另一端、晶振Yl的2腳、4腳接地，網絡物理層芯片U3的32腳與電阻R27的一端相連，電阻R27的另一端接地，網絡物理層芯片U3的3腳、電阻R6的一端與網口座Jl的12腳相連，網絡物理層芯片U3的2腳、電阻R18的一端與網口座Jl的10腳相連，電阻R18的另一端接地。網絡物理層芯片U3的30腳、電阻RlO的一端，電容Cll的一端與網口座Jl的6腳相連，電阻RlO的另一端接3.3V電源，電容Cll的另一端接地。網絡物理層芯片U3的31腳、電阻R9的一端、電容ClO的一端與網口座Jl的3腳相連，電阻R9的另一端接3.3V電源，電容ClO的另一端接地。網絡物理層芯片U3的28腳、電阻R8的一端，電容C9的一端與網口座Jl的2腳相連，電阻R8的另一端接3.3V電源，電容C9的另一端接地。網絡物理層芯片U3的29腳、電阻R7的一端，電容C8的一端與網口座Jl的I腳相連，電阻R7的另一端接3.3V電源，電容C8的另一端接地。電阻Rll的一端、電容C12的一端與網口座Jl的4腳、5腳相連，電阻Rll的另一端接3.3V電源，電容C12的另一端接地。電阻R12的一端與網口座Jl的9腳相連，電阻R12的另一端接3.3V電源。電阻R24的一端與網口座Jl的11腳相連，電阻R24的另一端接地。網口座Jl的13腳接地，網絡物理層芯片U3的17腳與主控核心板Ul的C37腳相連，網絡物理層芯片U3的16腳、電阻R15的一端與主控核心板Ul的C39腳相連，電阻R15的另一端接3.3V電源，網絡物理層芯片U3的21腳與主控核心板Ul的Dl腳相連，網絡物理層芯片U3的25腳與主控核心板Ul的D9腳相連，網絡物理層芯片U3的24腳與主控核心板Ul的Dll腳相連，網絡物理層芯片U3的23腳與主控核心板Ul的D13腳相連，網絡物理層芯片U3的22腳與主控核心板Ul的D5腳相連，網絡物理層芯片U3的20腳與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與主控核心版Ul的D3腳相連，網絡物理層芯片U3的15腳、電阻R17的一端和電阻R14的一端相連，電阻R17的另一端與主控核心版Ul的D7腳相連，電阻R14的另一端接地。網絡物理層芯片U3的14腳與電阻R19的一端相連，電阻R19的另一端與主控核心版Ul的C25腳相連，網絡物理層芯片U3的8腳、電阻R20的一端和電阻R2的一端相連，電阻R20的另一端與主控核心版Ul的C29腳相連，電阻R2的另一端接3.3V電源。網絡物理層芯片U3的9腳、電阻R21的一端和電阻Rl的一端相連，電阻R21的另一端與主控核心版Ul的C31腳相連，電阻Rl的另一端接3.3V電源。網絡物理層芯片U3的10腳、電阻R22的一端和電阻R13的一端相連，電阻R22的另一端與主控核心版Ul的C33腳相連，電阻R13的另一端接地。網絡物理層芯片U3的11腳、電阻R23的一端和電阻R5的一端相連，電阻R23的另一端與主控核心版Ul的C35腳相連，電阻R5的另一端接地。網絡物理層芯片U3的13腳、電阻R25的一端和電阻R4的一端相連，電阻R25的另一端與主控核心版Ul的C23腳相連，電阻R4的另一端接3.3V電源。網絡物理層芯片U3的7腳、電阻R26的一端和電阻R3的一端相連，電阻R26的另一端與主控核心版Ul的C21腳相連，電阻R3的另一端接3.3V電源。網絡物理層芯片U3的26腳和電阻R28的一端相連，電阻R28的另一端與主控核心版Ul的C27腳相連，網絡物理層芯片U3的18腳、電阻R29的一端和電阻R30的一端相連，電阻R29的另一端與3.3V電源相連，電阻R30的另一端接地。
[0007]傳感器電路包括光電二極管陣列U12、模擬開關U16、U17、U19、U21、U23、運算放大器 U15、U18、U20、U22、同步采樣 ADC U14、電阻 R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、電容 C65、C66、C67、C68、C69、C70、C71、C72、C73、C74、C75、C76。光電二極管陣列U12的I腳、21腳連接到5V電源，光電二極管陣列U12的2腳與模擬開關U16的5腳相連，光電二極管陣列U12的3腳與模擬開關U16的4腳相連，光電二極管陣列U12的4腳與模擬開關U17的5腳相連，光電二極管陣列U12的5腳與模擬開關U17的4腳相連，光電二極管陣列U12的6腳與模擬開關U19的5腳相連，光電二極管陣列U12的7腳與模擬開關U19的4腳相連，光電二極管陣列U12的8腳與模擬開關U21的5腳相連，光電二極管陣列U12的9腳與模擬開關U21的4腳相連，光電二極管陣列U12的10腳與模擬開關U23的5腳相連，光電二極管陣列U12的12腳與模擬開關U23的4腳相連，光電二極管陣列U12的13腳與模擬開關U16的14腳相連，光電二極管陣列U12的14腳與模擬開關U16的11腳相連，光電二極管陣列U12的15腳與模擬開關U17的14腳相連，光電二極管陣列U12的16腳與模擬開關U17的11腳相連，光電二極管陣列U12的17腳與模擬開關U19的14腳相連，光電二極管陣列U12的18腳與模擬開關U19的11腳相連，光電二極管陣列U12的19腳與模擬開關U21的14腳相連，光電二極管陣列U12的22腳與模擬開關U21的15腳相連，光電二極管陣列U12的23腳與模擬開關U21的12腳相連，光電二極管陣列U12的24腳與模擬開關U19的15腳相連，光電二極管陣列U12的25腳與模擬開關U19的12腳相連，光電二極管陣列U12的26腳與模擬開關U17的15腳相連，光電二極管陣列U12的27腳與模擬開關U17的12腳相連，光電二極管陣列U12的28腳與模擬開關U16的15腳相連，光電二極管陣列U12的29腳與模擬開關U16的12腳相連，光電二極管陣列U12的30腳與模擬開關U23的2腳相連，光電二極管陣列U12