[发明专利]一种基于三维姿态的智能铅鱼测流方法及其电路

摘要

本发明涉及一种基于三维姿态的智能铅鱼测流方法及其电路，属于水文信息技术领域。本发明电路包括开关电源电路、CPU电路、开关电路、流速仪流速计数电路、姿态测量电路和ZIGBEE电路；本发明首先获取铅鱼入水前位置；然后当CPU进入正常工作模式之后，采集三维动态姿态数据并通过数据融合算法计算得到铅鱼的三维动态姿态角；再通过俯仰角和翻滚角判断铅鱼稳定性；稳定后再进行流速测量；再将铅鱼的流速、俯仰角和磁偏角封装成短包结构的数据包，再发送给水文测站的ZIGBEE协调器。本发明为在复杂水文环境下，要求得到精确流速和水流方向信息提供一种高效可靠的实现方案。

主权项

1.一种基于三维姿态的智能铅鱼测流方法，其特征在于：首先获取铅鱼入水前位置；然后当CPU进入正常工作模式之后，采集三维动态姿态数据并通过数据融合算法计算得到铅鱼的三维动态姿态角；再通过三维动态姿态角判断铅鱼是否稳定；稳定后再进行流速测量；再将铅鱼的三维姿态角、流速和三维姿态角里面的偏航角数据封装成短包结构的数据包，再发送给水文测站的ZIGBEE协调器；所述方法的具体步骤如下：Step1、悬吊在缆道上的铅鱼进水前通过接通锂电池与开关电源电路启用装置电源，电源接通后，CPU复位并且通过姿态测量电路获取铅鱼入水前位置；Step2、获得铅鱼入水前位置后，判断CPU定时唤醒时间是否到达，若时间未到达则CPU一直处于睡眠状态直到定时唤醒时间到达后CPU从低功耗睡眠模式唤醒并进入正常工作模式；Step3、CPU唤醒成功后，CPU控制开关电路接通姿态测量电路电源，姿态测量电路开始采集三维动态姿态数据并通过数据融合算法计算得到铅鱼的三维动态姿态角；Step4、CPU通过姿态测量电路采集传感器数据并计算三维动态姿态角结束后，通过三维动态姿态角里面的俯仰角和翻滚角判断铅鱼是否稳定，若铅鱼俯仰角和翻滚角的变化范围在‑5~+5度范围内则说明铅鱼稳定，此时CPU通过开关电路接通流速仪流速计数电路的电源开始进行流速测量；Step5、当采集流速仪流速计数电路数据结束后，CPU将铅鱼的俯仰角、翻滚角和磁偏角以及流速仪测得的流速数据封装成16字节短包结构的数据包，然后CPU通过开关电路接通ZIGBEE电路电源同时切断姿态测量电路电源和流速仪流速计数电路电源，ZIGBEE电路电源接通后，ZIGBEE自动复位并且进入无线数据传输工作模式，此时CPU将数据包通过ZIGBEE电路无线传输到水文测站的ZIGBEE协调器；Step6、当数据包无线传输结束后，CPU通过开关电路切断ZIGBEE电路的电源，并且重新设置CPU定时唤醒时间然后CPU进入低功耗睡眠模式；Step7、若CPU进入低功耗睡眠模式后锂电池电量用完，则装置停止工作等待更换锂电池，否则，CPU继续等待定时唤醒时间到达继续进入数据采集正常工作模式。