[发明专利]激光海上验潮仪及其验潮方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种验潮仪及其验潮方法，特别涉及一种激光海上验潮仪及其验潮方法。

背景技术

验潮仪是观测海洋潮汐涨落变化的仪器，由安装分布在海区的各个验潮站的验潮仪进行相应海区的海水潮位数据采集，以用于水文监测管理等。

目前，验潮测量技术具有以下几种形式： 

压力式：用压力传感器采集海水潮位变化所带来的压力变化，需要将压力传感器放入水中若干米下，得到压力数据的变化；其连接较为简便，但长时间工作，海水泥沙回淤，压力金属的工作疲劳，易造成水位采集精度下降；维护较频繁，且需要定期更换传感器。

浮子式：其中水浮子与重锤通过钢丝连接到转盘上，海水的潮位变化通过浮子带动转盘的变化来采集海水潮位的变化数据，该方法使用时间较长，技术较为成熟，但设备较为笨重，安装复杂，并需频繁维护。

超声波式：是通过超声波传感器发射超声波来检测海水潮位的变化，水位采集设备较为简单，安装比较方便，与海水无接触；但超声波传感器易受海岸环境变化的影响，水位采集精度变化较大，稳定性欠佳，目前海水潮位检测已较少使用。

微波式：采用微波传感器发射微波信号，通过微波信号在海水中的变化得到海水潮位的变化数据；安装较为方便，是近年刚刚起步发展的一种验潮测量形式，还有待于进一步开发完善。

因此，提供一种设计合理、结构简单、性能安全可靠、应用效果显著的激光海上验潮仪及其验潮方法，是该领域技术人员当前急待解决的难题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术上的不足，提供一种结构设计合理、性能安全可靠、效果显著、应用维护方便且测量精度高的海上验潮仪及其验潮方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光海上验潮仪，其特征在于该仪器包括无线通讯机、激光传感器、键盘、显示器、主板电路及主电源板； 

所述主板电路由主控制器、时钟控制器、数据存储器、存储器电源、串口电路及外围支撑电路连接组成；

所述主控制器分别与键盘、显示器、时钟控制器、数据存储器、串口电路连接；数据存储器与存储器电源连接；串口电路分别与数据输出口、无线通讯机、激光传感器连接；所述主电源板为上述电路和设备提供电源；

所述主电源板由外部电瓶和太阳能板提供电压输入，或由交流电网通过AC-DC提供电源。

该仪器主板电路部分包括的主控制器IC1口0分别与地址锁存器IC2输入接口、时钟控制器IC4和数据存储器IC3的八位IO接口连接；IC2的八位输出口和IC1的口2分别连接到IC3的低八位、高七位地址接口和片选脚；IC1的口1和口3的部分脚连接CN3到键盘以及电瓶电压检测输出脚和连接CN4到显示器，IC1的其它脚连接IC5的输入输出和IC3、IC4的控制脚，IC5对应的输入输出脚连接到IC6的串口TTL电平输入输出脚；IC6的串口232电平输入输出脚通过接线插座CN1连接激光传感器、CN2到无线通讯机，CN1_1是数据输出接口；

所述外围支撑电路包括的电容C1、C2、晶体振荡器OSC1是主控制器IC1的时钟电路；电阻R1、电容C3是主控制器IC1的上电复位电路；电阻R2、电容C4是时钟控制器IC4的上电复位电路；二极管D1、D2、电池BT1是数据存储器IC3的存储器电源；CN4是主板连接显示器的接线插座，CN3是主板连接键盘的接线插座。

主电源板部分包括主电源板电源输入接线插座PCN1和电源开关KK连接到主电源板的桥电路PD1，桥电路PD1的输出端接开关型三端稳压器IC20的输入，且通过主电源板输出接线插座PCN3连接无线通讯机，同时通过主电源板输出接线插座PCN2的一脚供电激光传感器；开关型三端稳压器IC20输出稳定的正5V电压供整个仪器的工作；电压比较器IC21是外部电瓶输入电压检测电路，其输入脚通过电阻R21连接到桥电路PD1的输出端，其输出通过主电源板输出接线插座PCN2的2脚连接到主板的主控制器IC1；主电源板的5V稳压由接线插座PCN2连接到主板的接线插座PN1。

一种激光海上验潮仪的验潮方法，其特征在于该验潮方法具体实施步骤包括：

（1）仪器接通电源开始，首先由主控制器自初始化，然后对相应的时钟控制器、显示器、数据存储器进行初始化，并读取时钟控制器的当前时间信息，写入显示器并显示当前时间同时进行数据压缩写入数据存储器；启动看门狗电路来管理控制主控制器由于受干扰可能造成的程序跑飞而死机问题；同时启动时钟控制器和键盘的中断端口，等待相应的中断信号；