海洋水文氣象綜合數據采集器的研制
3 采集器軟件設計與開發
采集器軟件采用自頂向下和模塊化方法進行設計。核心器件C8051F120單片機以中斷工作方式為主、以查詢工作方式為輔,用中斷方式進行數據采集和響應上位機命令、用查詢方式對數據信息進行存儲。系統上電后首先初始化各個模塊,然后啟動硬件看門狗,接著等待定時器中斷進行數據采集并等待上位機命令,之后查詢一分鐘時間是否到,如果一分鐘時間到則處理并存儲采集到的數據。采集器軟件流程如圖3所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/193844.htm
4 現場應用
海洋環境監測自動化系統一般由系統上位機和現場采集設備兩部分組成,其結構如圖4所示。
現場采集設備安裝在各個監測站點,包括數據采集器、要素傳感器及其它附屬設備。數據采集器讀取傳感器輸出信號,經過處理得到測量值,完成單個站點的數據采集,是上位機系統的前端設備和數據來源,也是整個系統的核心部件。根據監測站點的類型(岸基監測臺站、近海觀測島嶼、綜合觀測平臺、移動監測船舶等)和監測現場的具體設施條件,采集器有選擇的通過有線或無線通訊方式接入專網與上位機進行通訊,上位機通過配套軟件程序讀取各測點采集器中的測量數據信息,完成對現場海洋環境參數的實時監測。現場數據比對表明,水文氣象綜合采集器的測量值誤差均小于0.1%,滿足海洋觀測現場對各觀測要素的測量精度要求。
5 結束語
針對海洋環境監測工作的實際需要,以高性能單片機C8051F120為核心器件研制了一種接口功能強大、應用現場廣泛的海洋水文氣象綜合數據采集器。采集器配備大容量存儲芯片,支持有線/無線數據傳輸,配備液晶/鍵盤和日歷時鐘,可以通過太陽能電池供電,可以長期獨立工作在無人值守的觀測現場;采用成熟的工業級集成電路芯片和元器件,保證了系統可靠性,適用于惡劣的海洋環境監測現場;配備看門狗,在系統斷電、意外死機或程序跑飛等故障發生時自動重啟,保證軟件的穩定運行;通過修改配置文件,就可以實現水文和氣象采集器的互換使用;有線/無線通訊接口的設置擴大了采集器的兼容性、弱化了現場安裝條件,使其適用于海岸、島嶼、平臺、船舶等多類監測靖點。目前已經有多套采集器在國家海洋局東海分局現場投入使用,現場應用表明,其安裝方便、使用靈活、運行穩定可靠、維護管理簡單,較好的完成了預期數據采集功能,具有較大的實用價值和應用前景。
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