[实用新型]一种多传输方式的近海可变层次拉格朗日环流观测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多传输方式的近海可变层次拉格朗日环流观测装置，属于近海环流观测技术领域。 

背景技术

在近海环境、水质的研究中，现场环流尤其是拉格朗日环流的影响是至关重要的。环境监测需要研制一种能实时快速进行拉格朗日环流观测，并及时传输到数据服务器上，同时进行实时动态显示的系统。 

目前尚没有特别成熟的针对拉格朗日环流观测的系统。现有的海上移动监测平台，利用海事卫星网络或移动通信网络进行GPS定位信息传输，也可以进行环流计算。前者通讯费用较高，后者覆盖范围有限，因此仅靠单一数据传输方式，很大程度上制约了监测平台的普及使用。 

此外，现有的水质观测平台，多为表层漂流性质，仅能计算表层拉格朗日环流，无法进行更深的拉格朗日环流观测，因此亟需一种具有多传输方式的近海可变层次拉格朗日环流观测系统。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多传输方式的近海可变层次拉格朗日环流观测装置，该装置能够适用于近海观测不同层次拉格朗日环流、可进行移动通信网络数据传输和海事卫星数据传输自动切换，以解决上述背景技术中存在的问题。 

一种多传输方式的近海可变层次拉格朗日环流观测装置，其特征在于该装置包括经由通讯电缆相互连接的水面以下的尼龙帆和水面以上的水密天线盒；所述的水密天线盒内部有GPS定位天线、GPRS移动通信天线及海事卫星通讯天线；所述的尼龙帆上带有水密控制仓，该水密控制仓内设有微控制器、电池模块、数据存储模块、海事卫星通讯模块、GPRS移动通信模块、GPS定位模块、及水质参数传感器。 

上述水质参数传感器包括温度传感器、压力传感器、电导率传感器（可测量盐度），以及溶解氧、叶绿素和混浊度探头。 

上述尼龙帆包括一个由连接在同一点、且相互垂直的三根直杆组成的立体十字形支架，且相邻两根直杆之间固定有尼龙帆布，而形成尼龙十字帆。为了便于制作且满足浮力的需求，上述直杆采用木质的直杆，尼龙十字帆体上可增减配重，以保证帆体密度为近中性。 

上述水密天线盒漂浮在海面，主要作用是在水面进行各类数据的接收和发送，并为近中性的十字帆体提供浮力，以保持帆体中心维持在指定的深度。 

上述水密控制仓的主要作用是在固定层次随流运动，获得该层水体的压力、温度、电导等参数，实时地将观测数据和位置信息发回数据监控处理中心，并响应监控中心指令。水密控制仓与漂浮在水面的水密天线盒通过通讯电缆进行挂扣连接，通过调节电缆长度控制观测深度，从而有效地实现了可变层次的拉格朗日环流观测。 

与本实用新型配套的远程的信息数据处理监控中心（上位机）负责接受数据、发送指令、对接收数据进行处理获得拉格朗日环流；所述的信息数据监控处理中心包括监控终端、主控服务器、后台运算模块和前台可视化显示模块。 

装置运行时，通过调整水密天线盒和水密控制仓间电缆长度，控制尼龙十字帆在水下固定深度处随水运动，微控制器将传感器采集到的瞬时温度、盐度等水质参数缓存于数据存储模块，GPS定位模块同步采集位置信息也送往数据存储模块，微控制器命令GPRS模块拨号与主控服务器建立连接，并经由数据电缆及天线装置传送定位及水质数据，若利用GPRS移动通信网络无法建立连接，则切换至海事卫星通讯模块进行拨号建立连接，将数据发回主控服务器，因此较现有技术而言具有多传输方式，增加了传输的稳定性与成功率。主控服务器支持多线程访问，便于同时接收、解包多个数据，并将水质参数、定位信息分类存放于数据库中。后台运算模块负责处理数据，得到拉格朗日环流数据，用户可由监控终端登录主控服务器以可视化形式查看数据及水质监测浮标的实时状态数据。主控服务器通过GPRS网络或卫星通讯网络将控制指令送往随流移动监测终端，进行缓存数据包删除、采样频率设定、传感器校准等工作。 

1．本实用新型的移动水质监测终端结合成熟而先进的GPS全球定位系统（Global Positioning System）、GPRS移动通讯网络、海事卫星通讯网络进行定位监测及数据传输，技术灵活、可靠、价格低廉，便于大面积推广。 

2.本实用新型随流移动监测终端部分的尼龙十字帆结构简单、结实耐用、易摆放运输，具有良好的随水性。 

3.本实用新型可在海面以下任意水层随水移动监测，获取的水质数据真实、可靠，数据传送至服务器后，经数据处理模块计算可得到拉格朗日余流数据。 

4.本实用新型的所有传感器均配备单片机，并通过微处理器与监控处理中心通讯，监控中心能实时了解各单元的工作状态，系统智能化程度高。 

附图说明