[实用新型]一种小型海况监测浮标

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋科学研究领域，尤其涉及一种小型海况监测 浮标。

背景技术

浮标，指浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示 航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。海洋 浮标是海洋环境自动观测平台，是现代海洋环境立体监测系统的重要 组成部分。它具有自动、长期、连续收集海洋环境资料的能力，即使 在恶劣环境，在其他现场监测手段都难以或无法实施监测的时候，海 洋浮标仍能有效工作。

伴随着海洋开发的不断深入，越来越多的试验需要在真实海洋环 境下进行，当前我国所用的浮标以中大型浮标为主，造价较为昂贵， 对资金不太充足的小项目或小型试验并不适合，并且大型浮标运输投 放都需要较多的人力和物力。供电模式方面，目前的大部分小型浮标 以一次性锂－锰干电池或碱性电池供电，续航能力有限。也有些浮标 安装了太阳能板，利用太阳能供电，由于太阳能板倾斜安装，其外缘 突出，容易被碰撞，一旦碰坏将影响浮标的供电系统进而导致浮标失 去效力。另外，现有浮标安装的数据采集装置类型有限，不能实现海 洋状况的多类型检测，同时，这些采集模块集中设置，导致数据传输 速度受限。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种体积小、方便运输、投 放和回收的小型海况监测浮标，能够进行多种海洋要素采集，为近海 试验提供有用数据，并具有远距离数据传输能力。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种小型海况监测浮标，包括浮体及装在浮体顶面的标架，所述 的标架为多棱锥形，标架中部至少一个侧面上设有太阳能板支架，太 阳能板支架上装有太阳能板；标架顶部设有与其垂直的环形防护架， 环形防护架的外边缘凸出于太阳能板的外边缘；环形防护架上安装有 风速传感器、风向传感器、GPS天线、数字罗盘和数据传输天线；标 架中部内侧设有安装板，其上安装有设备盒，设备盒内设有第一单片 机，风速传感器、风向传感器、GPS天线和数字罗盘与单片机连接， 单片机通过CAN总线与数据传输天线连接，数据传输天线与岸机通 信模块无线连接。

本实用新型通过在标架顶部设置环形防护架，既能利用环形防护 架凸出的外围阻挡其他物体的靠近，防止碰撞太阳能板，还能将环形 防护架作为各类仪器仪表的安装架，安装牢固可靠。

本实用新型的风速传感器用来测量风速。由于风速传感器输出信 号的频率在1KHz以下，可以采用单片机的输入捕捉来测量风速信号 的频率。每当风速传感器输出的频率信号上升沿到来时单片机的输入 捕捉就会产生中断，此时记下定时器中的数值，通过两次中断记下的 两个数值和定时器周期，可以获得风速信号的频率值。再计算风速， 即V＝(0.3+0.0877×f)，其中V为风速(m/s)，f为信号频率，0.3 和0.0877为系数(不同型号的风速传感器的系数不一样)。

本实用新型利用风向传感器测得风向相对于浮标朝向的角度，然 后需结合数字罗盘测得的浮标朝向角对比修正，得到风向与地理北极 的夹角，即真正意义上的风向。使用时，需要把数字罗盘的正方向、 浮标平台的正方向、风向传感器的定北点规定在一条直线上，以便用 航向角来修正风向，得到实际的风向数值，即偏离地理北极的角度。

GPS天线能对浮标的位置进行定位，方便浮标的投放和回收。同 时，可根据GPS天线采集的经纬度及采集时间，通过计算单位时间内 浮标移动的距离和方向来得到海流的流速及方向。

本实用新型采用分布式的数据采集结构，将多个采集任务分解成 多个采集系统模块，各采集模块采集的数据先传输给单片机，单片机 设有CAN总线接口，通过单片机内烧录的程序可以将数据分步传输给 CAN总线，再由CAN总线传输给数据传输天线，最终由其发送给岸机 通信模块。