一种水下多传感器数据采集与传输系统的制作方法

1.本技术涉及水下探测技术领域，特别是涉及一水下多传感器数据采集与传输系统。


背景技术：

2.随着科技的快速发展以及人类对资源的需求越来越多，蕴藏着丰富资源的海洋得到了越来越广泛的关注。利用水下设备采集数据，在海洋开发，海洋保护等相关领域起着中庸的作用。例如，利用ctd测量海水的温盐深，利用叶绿素传感器测量海水中叶绿素的含量，利用水中油传感器测量海水中油污含量，从而评估石油开采过程中对海水的影响程序。
3.在海洋探测的过程中，多参数测量的方式被广泛的采用。对一片海域进行多参数的测量，从而获取这些参数之间的联系，能够更细致的刻画出海洋的特质。
4.不同的海洋参数在测试时的原理不一样，这造成了多数水下传感器只能针对某几个参数进行测量，这就造成了使用者在进行多参数测量时布线的复杂性和测试效率低。
5.因此，亟需一种应用于多种复杂场景下的数据采集与传输系统。


技术实现要素：

6.本技术实施例中提供了一种水下多传感器数据采集与传输系统，能够对水下复杂场景下进行多种类型数据的采集与传输。
7.第一方面，本技术实施例提供了一种水下多传感器数据采集与传输系统，其特征在于，所述水下多传感器数据采集与传输系统包括：筒体6，第一个水密插件1，第二个水密插件2、第三个水密插件3、第四个水密插件4、前端密封头5、后端密封头8、供电水密插件9、数据传输水密插件10、内部电路板7、采集器11、选通开关12、控制器13；其中，所述第一个水密插件1，所述第二个水密插件2、所述第三个水密插件3、所述第四个水密插件4分别通过所述前端密封头5安装于所述筒体6，所述第一个水密插件1，所述第二个水密插件2、所述第三个水密插件3、所述第四个水密插件4分别用于安插传感器，所述第一个水密插件1，所述第二个水密插件2、所述第三个水密插件3、所述第四个水密插件4用于安插的传感器各不相同；所述供电水密插件9和所述数据传输水密插件10分别通过后端密封头8安装于所述筒体6，所述电水密插件9用于连接水密电缆；所述水密电缆用于为所述内部电路板7供电，所述内部电路板7用于通过第i个板载连接器为连接在所述第i个水密插件上的传感器供电，其中，i为正整数，1≤i≤4；所述数据传输水密插件10用于连接数据传输水密电缆，所述数据传输水密插件10用于通过与所述数据传输水密电缆与远程上位机信进行通信；所述采集器11位于所述内部电路板7，所述采集器11通过所述第i个板载连接器与所述第i个水密插件上的传感器连接，所述采集器11用于通过所述第i个板载连接器获取安装于所述第i个水密插件上的传感器的传感器信息；所述采集器11与所述选通开关12通过所述内部电路板7进行连接，所述选通开关12位于所述内部电路板7，所述选通开关12用于控制所述所述采集器11与所述第一个水密插件1，所述第二个水密插件2、所述第三个水密插件3、和所述第四个
水密插件4中的任意一个插件连接；所述控制器13位于所述内部电路板7，所述控制器13通过所述内部电路板7与所述选通开关12连接，以及通过所述内部电路板7的接插件分别与供电水密接插件9和数据传输水密接插件10连接，所述控制器13用于控制所述水下多传感器数据采集与传输系统的信息交互。
8.结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述水下多传感器数据采集与传输系统还包括：数据缓存器14，所述数据缓存器14位于所述控制器13内部，所述数据缓存器14用于缓存安装于所述第i个水密插件上的传感器的传感器信息。
9.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述控制器13用于预设所述第i个水密插件上的传感器的通信协议。
10.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第i个水密插件上连接的传感器为12v供电。
11.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第i个水密插件上连接的传感器支持rs232协议。
12.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述筒体6为圆筒型状，所述数据传输水密接插件10采用485通信接口。
13.本发明的有益效果：通过对供电以及通信的集成，在目前水下多传感器的使用上，实现了时间尺度上的同步性，该系统可以根据需求搭载不同类型的传感器，在传感器测试时，能够有效提高传感器的测试效率，在海洋探测中，能够对海洋的多个参数进行同步测量，以此获取海洋中多参数之间联系，由于多个传感器采用单线供电和单线供电，有效解决了多传感器测试的布线复杂性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本技术一个实施例的系统的示意性结构图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
17.本实用新型要解决的问题是：现有的多传感器使用时，要对每个设计进行供电和分别通信，这样一来布线复杂，效率较低。当使用的传感器的数量躲到一定程度时，布线复杂度和时间成本会成本放大。
18.因此，本技术提供了一种水下多传感器数据采集与传输系统，如图1所示，结合图1，对数据采集和传输的工作流程进行介绍。
19.步骤一：根据水密插件上连接的传感器的具体型号，从上位机使用rs484总线，向
系统控制器发送该传感器类型编号，控制器接收到传感器编号后，将该传感器的编号写入到控制器内部的flash中。
20.步骤二：将其它的传感器按照步骤一中的顺序，连接到相应的水密接插件上。
21.步骤三：按照传感器自身的通信协议，向传感器发送数据获取命令，或者打开相应的通信端口。
22.步骤四：系统等待传感器返回的数据信息，并根据相应的协议判断本次数据传输是否结束，同时系统在发送出命令之后及时，如果在规定时间内没有完成本次数据的传输，则认为本次传感器自身出现故障。
23.步骤五：系统接收数据完成后，按照传感器协议，将数据转换成可读性较强的字符串，并存储到控制器的数据缓存器。
24.步骤六：判断是否完成4个接口上的传感器数据获取，若完成则将数据缓存器中的数据通过数据传输水密电缆与远程上位机信进行通信，否则转换到下一个传感器，对下一个传感器的数据进行采集。
25.步骤7：远程上位机上位机接收到系统发送的数据，按照需要进行显示或存储。
26.优选的，步骤一中，在系统内部的控制器中需要预先写入与所有要使用到的传感器有关的通信协议，及接收数据处理方法。
27.优选的，步骤二中，连接传感器必须与步骤一种的序号匹配。不同类型的传感器具有不同的通信协议，若协议不匹配，则不能获取到数据。
28.优选的，步骤四中，允许某个水密缆接口出现空缺。如在某个特定的时间段内没有获取到预期的数据，则快递转换到下一个接口上的传感器。
29.优选的，步骤五中，需要对传感器传回的数据进行格式转换，某些传感器数据不具备可读性，需要将其转换成比较直观的字符串。这样使用者能够快速的判断传感器自身工作情况以及当前测量的参数的情形。
30.优选的，步骤六中，系统将4个接口的数据放到一个数据缓存器中，方便数据向远程上位机发送，以及数据的集成。
31.优选的，上述的系统中，传感器均能够以12v的电源供电。
32.优选的，被测量的传感器均支持rs232通信协议，且通过该协议能够获取到传感器中的数据。
33.下面结合附图对本实用新型作进一步的描述，本实用新型可以对绝大多数符合供电和通信条件的水下传感器进行集成。如图1所示，本实用新型所述的一种水下多传感器数据数据采集与传输系统，包括封闭结构的壳体和置于壳体内部的电路板。前端密封头上装有4个水密接插件，用于连接水下传感器。壳体内部封装有电路板，该电路板完成电源分配，数据采集，数据传输等功能。
34.下面描述整个系统的工作流程：
35.1)确认本次测量需要使用的传感器，并根据事先制定好的协议，由上位机将传感器类型编码发送到壳体内部的单片机中；
36.2)单片机接收到传感器类型编码后，将类型编码存储到内置的flash中，在下一次更换索要测试的传感器之前，该编码都是有效的；
37.3)按照编码将相应的传感器连接到水密接插件上，同时连接供电。通信电缆需要
连接到计算机上；
38.4)系统上电，首先加载存储在flash中的传感器类型编码，根据编码进行程序配置；
39.5)系统稳定一段时间后，开始进入到数据采集过程；
40.6)根据当前的工作顺序，向相应的传感器发送数据索取命令，同时定时器开始运行；
41.7)单片机获取到正确的数据或者定时器计时到一定时间，两种情况均可结束本接口的数据通信过程。若是单片机从传感器获取到正确的数据，则将该数据进行格式转换，存入到单片机内部的buf中。若是计时器计时到一定时间，则表示本次通信失败；
42.8)切换到下一个接口，按照通信协议发送命令。重复过程7)；
43.9)4个接口均完成数据通信，则获取板载的时钟芯片，为数据添加时间戳；
44.10)将buf中的数据发送到上位机，完成本轮次的多传感器数据获取。进行下一轮的多传感器参数获取。
45.本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
46.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
48.本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
49.以上所述的本技术实施方式并不构成对本技术保护范围的限定。