一種經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標及其使用方法
【技術領域】
[0002] 本發明設及海洋通訊監測領域，具體是一種經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標 及其使用方法。
【背景技術】
[0003] 伴隨定位及通訊技術的發展，利用拉格朗日法測量海流的海洋表層漂流浮標發展 迅速，在精度、可靠性、適用范圍等方面都得到極大的提高，低廉的成本令其在海洋監測領 域得到廣泛應用。當前，作為拋棄式海洋儀器，該類浮標所依靠的定位系統主要有GPS、"北 斗"和ARGOS等，而其數據傳輸則依賴于岸基無線通訊和衛星通訊，衛星通訊系統有ARGOS、 銀星、全球星和"北斗"等，其中北斗衛星導航系統作為我國獨立研制開發的系統，有如下特 點；該系統兼具定位與通信功能，通信時間間隔可W很短，因為北斗衛星是地球同步衛星， 同時其終端可兼容其它定位系統；采用短報文模式通訊，傳輸速度快、實時性強、掉線率低， 并能及時反饋接收信息，保證數據傳輸成功率；自主研發，數據傳輸不經其它服務器，保密 性強。
[0004] 現階段，北斗系統已覆蓋南北紳55°之間，東經84°到160°的廣大區域，采用該 系統進行數據傳輸，對于保證浮標數據傳輸成功率、提高數據傳輸效率、維護我國近海海洋 權益具有重要的意義。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種大范圍、高精度的經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮 標及其使用方法，W解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標，包括單片機、北斗模塊、定位模塊、溫度傳 感器、第一穩壓電路模塊、第二穩壓電路模塊、北斗電源控制器、供電模塊、預留串口和時 鐘，所述供電模塊的輸出端分別連接磁控開關和北斗電源控制器的1腳，磁控開關另一端 連接第一穩壓電路模塊的1腳，第一穩壓電路模塊的2腳接地，第一穩壓電路模塊的3腳分 別連接單片機的電源端口和定位模塊的1腳，定位模塊的3腳接地，定位模塊的2腳連接單 片機的SER1端口，溫度傳感器連接單片機的第一I/O端口，溫度傳感器另一端接地，單片機 的SER3端口連接預留串口，單片機的SER0端口連接北斗模塊的2腳，北斗模塊的3腳接地， 定位模塊的4腳連接時鐘，北斗模塊的1腳連接第二穩壓模塊的2腳，第二穩壓模塊的3腳 接地，第二穩壓模塊的1腳連接北斗電源控制器的2腳，北斗電源控制器的3腳連接單片機 的第二I/O端口。
[0007] 作為本發明再進一步的方案；所述定位模塊、溫度傳感器采集數據與北斗天線發 送數據的時間點分離。
[000引所述經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標的使用方法，具體步驟如下： (1) 經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標由時鐘控制，若達到數據采集時間，則通過定 位模塊和溫度傳感器分別讀取相應位置信息與水溫信息，讀取工作模式并將位置、水溫等 數據按照預設格式添加報文標示后壓縮存儲得到報文數據； (2) 所述定位模塊、溫度傳感器采集數據與北斗天線發送數據的時間點分離，工作模式 設定為每采集一次數據發送一次或多次采集統一發送； (3) 根據工作模式判定是否達到數據發送時間，若達到則給北斗通訊模塊加電，讀取北 斗自檢信息并按要求發送數據后系統休眠，否則將采集數據壓縮存儲后休眠； (4) 在發送數據時，每個傳輸時次最多發送兩組報文數據，根據北斗短報文發送反饋功 能確定數據是否發送成功，若當前數據未發送成功，則從未發送成功數據中，挑選采集時間 最新的一條補送，如成功，則從未發送成功數據中刪除； (5) 浮標經北斗模塊發送的數據由陸基天線接收，浮標與接收天線為多對一模式，將不 同浮標的數據傳輸時間錯開。
[0009] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 本發明充分利用北斗衛星導航系統的短報文通信功能W及雙向通訊的特點，結合漂流 浮標數據存儲模塊，實現了數據采集與發送的時間點分離、數據補發等功能，W降低浮標功 耗、提高數據接收成功率，且本發明經同一陸基天線可錯時接收和發送不同的浮標的數據， 最大程度提高天線利用率，降低了成本，滿足了長時間、大范圍、高精度海洋觀測的需求。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發明的電路結構框圖。
[0011] 圖2為本發明的工作流程框圖。
[0012] 圖3為本發明中單片機的電路連接圖。
[0013] 圖4為本發明中巧片U1的電路連接圖。
[0014] 圖5為本發明中巧片IC2的電路連接圖。
[0015] 圖6為本發明中巧片IC4的電路連接圖。
[0016] 圖7為本發明中巧片U2的電路連接圖。
[0017] 圖8為本發明中巧片IC1的電路連接圖。
[001引圖9為本發明中溫度傳感器的電路連接圖。
[0019] 圖10為本發明中端子P2的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0021] 請參閱圖1-10, 一種經北斗衛星導航系統通訊的海洋浮標，包括單片機、北斗模 塊、定位模塊、溫度傳感器、第一穩壓電路模塊、第二穩壓電路模塊、北斗電源控制器、供電 模塊、預留串口和時鐘，所述供電模塊的輸出端分別連接磁控開關和北斗電源控制器的1 腳，磁控開關另一端連接第一穩壓電路模塊的1腳，第一穩壓電路模塊的2腳接地，第一穩 壓電路模塊的3腳分別連接單片機的電源端口和定位模塊的1腳，定位模塊的3腳接地，定 位模塊的4腳連接時鐘，定位模塊的2腳連接單片機的SER1端口，溫度傳感器連接單片機 的第一I/O端口，溫度傳感器另一端接地，單片機的SER3端口連接預留串口，單片機的SERO端口連接北斗模塊的2腳，北斗模塊的3腳接地，北斗模塊的1腳連接第二穩壓模塊的2腳， 第二穩壓模塊的3腳接地，第二穩壓模塊的1腳連接北斗電源控制器的2腳，北斗電源控制 器的3腳連接單片機的第二I/O端口。
[0022] 所述單片機為C8051F系列單片機，工作電壓范圍寬，具備極低的功耗，負責系統 時序的控制及指令發送；所述北斗模塊上設有北斗天線，北斗模塊的型號為FH-BI24,體積 小便于集成，具有北斗1C卡檢測、自檢、接收功率檢測等功能，北斗模塊與單片機之間采用 RS232的通訊方式進行通訊；所述定位模塊包括GI^S傳感器和GI^S天線，定位模塊的型號為 LEA-5X，功耗較低，靈敏度高，定位精度為2. 5米，追中捕獲靈敏度為-160Db，并可W為時鐘 的校準提供精確絕對時間；所述溫度傳感器的型號為18B