智能型通用水下自救釋放系統(tǒng)

4 自救浮標(biāo)設(shè)計
自救浮標(biāo)的設(shè)計主要是三方面：一是信號接收，即通過GPS模塊接收衛(wèi)星定位信號并發(fā)送給微處理器；二是控制和無線通信，通過微處理器控制GSM／GPRS模塊建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，把報警信號和定位信號以短信的方式發(fā)送給岸基控制中心；三是能源方面，鑒于浮標(biāo)是在海面上，采用獨立電源供電保證了系統(tǒng)有足夠的續(xù)航時間。
自救浮標(biāo)的外形設(shè)計如圖4所示。其中，頂部放置射頻天線，此處采用低功耗的ZYM-GA45(W)-3 GPS接收器和BENQ22GRPS收發(fā)模塊，用來接收GPS信號，發(fā)射GSM／GPRS信號。天線下的浮球用泡沫材料做成，用來保證天線通信的順暢并保持浮標(biāo)在水中的平衡。浮標(biāo)中間放置電路板和通信模塊。電路板下層放置系統(tǒng)供電電池。浮標(biāo)底部放置較重物品用來對浮標(biāo)進(jìn)行配重，以使浮標(biāo)穩(wěn)定地漂浮；最底部是防水接頭，通過線纜與水下探測設(shè)備連接以進(jìn)行拖曳，同時還完成與目標(biāo)通信的功能。浮標(biāo)外殼采用甲醛樹脂材料加工制作，保證了系統(tǒng)的堅固、防水。

當(dāng)自救浮標(biāo)從釋放機構(gòu)脫離后，浮標(biāo)部分便自動加電運行。開啟GPS模塊用來接收衛(wèi)星定位信號，同時把該信號傳送給微處理，微處理器通過發(fā)送指令來控制GPS模塊跟GSM／GPRS模塊，保障二者穩(wěn)定工作。GSM／GPRS模塊收到微處理器的指令以后，將GPS定位信號以短信的方式發(fā)送給主控制臺。主控制臺通過系統(tǒng)的處理，把定位信號在GIS電子地圖上顯示出來，使工作人員能夠迅速地找出浮標(biāo)所在位置。
為了保證自救浮標(biāo)部分有足夠的續(xù)航時間，除了在電路部分采用低功耗芯片和低功耗模塊以外，電源的設(shè)計也是重點，它關(guān)系到整個自救系統(tǒng)的壽命，甚至整個系統(tǒng)的可行性。浮標(biāo)系統(tǒng)采用6000mA鋰電池單獨供電，可在不影響浮標(biāo)上浮的情況下保障系統(tǒng)連續(xù)工作48h以上。

5 系統(tǒng)調(diào)試與驗證
5．1 控制艙部分
系統(tǒng)上電運行后，首先測試液晶顯示及各傳感器的數(shù)據(jù)采集是否正常，再進(jìn)行參數(shù)配置。此時需要上位機軟件。在PC機上編寫如圖5示的VC界面，以設(shè)置特征值上限。PC與單片機以串口的形式進(jìn)行通信，通信協(xié)議如表1和表2所示。

有關(guān)表1的通信協(xié)議解釋：PC機通過串口向釋放系統(tǒng)發(fā)送此條命令，以配置釋放器監(jiān)測參數(shù)。‘S’表示參數(shù)配置命令。濕度，溫度，工作時間，深度，設(shè)備電壓是要配置的參數(shù)上限。如果釋放系統(tǒng)傳感器測試到的濕度，溫度，工作時間，深度以及設(shè)備電壓等某一項指標(biāo)超過既定上限，則釋放浮標(biāo)。