[实用新型]一种海底沉积物声学特性原位测量系统的嵌入式控制器

说明书

本实用新型涉及一种嵌入式控制器。一种海底沉积物声学特性原位测量系统的嵌入式控制器，包括嵌入式核心板与数据采集控制板；所述嵌入式核心板用于通讯控制、数据存储与分析；所述的数据采集控制板用于控制传感器数据采集与外设开关的启闭。本实用新型的嵌入式控制器利用CPU处理器与单片机双控的方法，将嵌入式控制器的核心功能进行分割，既利用了集成高速处理器并移植Linux系统的嵌入式核心板多任务并发处理功能强大的优点，又利用了集成单片机的数据采集控制板实时单一控制任务性能优异，数据采集与信号判断响应时间快，控制功能执行及时的优势，使得该嵌入式控制器解决了传统的海底沉积物声学特性原位测量控制系统运行不稳定，功耗大等不足和缺陷。

技术领域

本实用新型属于嵌入式控制技术领域，涉及一种嵌入式控制器。

背景技术

海洋沉积声学作为海洋学、沉积学、地球物理学、海洋工程地质学、水声学的交叉学科，其相关领域研究仍然保持着海洋学领域前沿科学的地位。建立典型海域的海底地声模型、海底声波传播理论、声学性质与物理性质的相关关系、声速和声衰减系数等声学参数的分布规律、声学参数预测方程等课题是海底沉积物的声学特性研究的主要内容，这些研究必须基于大量精确的测量数据。海底取样测量和原位测量是获取沉积物声学参数的两种主要方式。

海底取样测量的典型设备为声学长矛，它本身没有电控系统，而是利用设备本身的自由落体将固定在重力取样器上的声学换能器快速插入沉积物中,这种测量方式不仅对沉积物造成很大扰动,而且当海底底质较硬时,重力取样管很难插入海底沉积物中,导致测量失败。

现有的海底声学原位测量设备的电控系统多采用基于PC104的嵌入式计算机主板进行设计，PC104主板硬件资源丰富，可安装Windows7等操作系统，功能强大，但缺点是系统功耗较大，容易宕机，不适用于海底沉积物声学特性原位测量低功耗，可靠性高的要求；而仅采用单片机控制的海底声学原位测量设备虽然功耗低，可靠性高，但不利于系统可视化控制等复杂性功能扩展需求。

实用新型内容

为了解决现有的海底声学原位测量设备的控制系统及方法存在的问题，本实用新型提供一种嵌入式控制器，该控制器采用嵌入式核心板与单片机数据采集控制板分体模块化设计方案。该嵌入式控制器可集成搭载海底沉积物声学特性原位测量所需的多种传感器与外设，并使得控制系统微型化，功耗低，且易维修，提高了系统工作的稳定性与可靠性。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种适用于海底沉积物声学特性原位测量系统的嵌入式控制器，包括嵌入式核心板与数据采集控制板；所述嵌入式核心板用于通讯控制、数据存储与分析；所述的数据采集控制板用于控制传感器数据采集与外设开关的启闭。

作为本实用新型的一种优选方式，所述的嵌入式核心板集成有CPU处理器、三路串口通讯电路；所述的嵌入式核心板的第一路串口通讯电路连接数据采集控制板的串口通讯电路，以实现两块控制板的数据通讯；第二路串口通讯电路连接声学通讯系统，以实现嵌入式核心板对声学通讯系统的开关控制；第三路串口通讯电路连接高度计，以接收高度计测量的数据。

进一步优选地，所述的CPU处理器通过数据并行总线连接DDR3 RAM存储器；通过处理器内置的通用存储控制器接口连接FLASH存储器；通过处理器的第一路I2C接口连接电源管理芯片；通过处理器的第二路I2C接口连接RTC时钟。

进一步优选地，所述的CPU处理器内置的以太网接口电路连接以太网控制器，进而连接RJ45接口；RJ45接口通过以太网线连接光纤收发控制板。

进一步优选地，所述的CPU处理器内置的TF卡驱动接口电路连接TF存储卡。