一種新型溫鹽深傳感器的數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用

2 SBE 37-SI MicroCAT接口電路的設(shè)計(jì)

SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出數(shù)據(jù)格式與一般導(dǎo)航設(shè)備的常用格式，例如GPS的數(shù)據(jù)格式：$PASHR,POS,n,……,tt.t，vvvv＊cc[CR][LF],它包含起始符$，數(shù)據(jù)內(nèi)容，代碼和標(biāo)志＊,代碼和cc,數(shù)據(jù)終結(jié)符[CR][LF]。而SBE 37-SI MicroCAT的輸出數(shù)據(jù)格式?jīng)]有起始符、代碼和標(biāo)志以及代碼和。它還有一個(gè)很大的特點(diǎn)：SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出有電平保護(hù)作用，當(dāng)它停電后重新通電啟動(dòng)，輸出電平為零，不會(huì)自主的向外發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)，必須給它發(fā)一個(gè)激發(fā)信號(hào)（數(shù)據(jù)發(fā)送命令）才能觸發(fā)它。它的觸發(fā)信號(hào)是兩個(gè)回車換行字節(jié)（即0x0D、0x0A），但不能連續(xù)發(fā)，必須要分兩次間隔兩秒發(fā)出，這樣才能將傳感器觸發(fā)，按照設(shè)定的格式和速率往外發(fā)送數(shù)據(jù)。

為了使溫鹽深傳感器輸出的數(shù)據(jù)格式與常用導(dǎo)航設(shè)備的數(shù)據(jù)格式保持一致，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換接口電路，它需要完成的工作有：首先獲得外部指令或自產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)命令發(fā)給傳感器，觸發(fā)傳感器;然后接收外部指令改變SBE 37-SI MicroCAT輸出數(shù)據(jù)的波特率，傳輸數(shù)據(jù)的更新速率;并接收來(lái)自它的數(shù)據(jù)，加上起始符、代碼和標(biāo)志以及代碼和;如果數(shù)據(jù)中有空格，則將空格置換成零;最后將數(shù)據(jù)輸出給綜合導(dǎo)航顯示控制臺(tái)。這樣，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換接口電路一方面要處理控制指令的中斷和實(shí)現(xiàn)改變傳感器的波特率和數(shù)據(jù)更新速率，另一方面還要和傳感器進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通信。

3 實(shí)際應(yīng)用舉例

由于SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器所提供的RS232數(shù)據(jù)格式與常用的導(dǎo)航設(shè)備數(shù)據(jù)格式不同，不能直接與潛水器綜合導(dǎo)航顯示控制臺(tái)系統(tǒng)現(xiàn)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。為了方便通信，本文作者在實(shí)際的工程應(yīng)用中設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路板，電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 SBE 37-SI MicroCAT數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路板的設(shè)計(jì)
在圖2中，通信控制單片機(jī)一方面負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，將接收到表達(dá)海水的狀態(tài)參數(shù)的ASCII字符轉(zhuǎn)換成數(shù)字類型，對(duì)該數(shù)字類型進(jìn)行判斷正負(fù)，把相應(yīng)的空格置換成零，再轉(zhuǎn)換為ASCII字符類型，添加上起始符$以及每個(gè)數(shù)據(jù)的頭字母（即T、C、P、D、S、V、R），算出$以后所有字符的代碼和，然后將代碼和標(biāo)志及代碼和、回車符、換行符加上，最后通過(guò)RS232輸出到綜導(dǎo)顯控臺(tái)。另一方面，接收來(lái)自綜導(dǎo)顯控臺(tái)的命令，然后發(fā)送給SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器，對(duì)傳感器的響應(yīng)完完全全地返回給綜導(dǎo)顯控臺(tái)。因此綜導(dǎo)顯控臺(tái)可以隨時(shí)改變溫鹽深傳感器的輸出數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)輸出的間隔時(shí)間以及他的狀態(tài)，又可以接收到通用格式的數(shù)據(jù)。

本實(shí)例的硬件使用的是常用可靠的AT89C51單片機(jī)，AT89C51單片機(jī)是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。