一種新型溫鹽深傳感器數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用

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RS232輸出到綜導(dǎo)顯控臺(tái)。另一方面，接收來自綜導(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。
　　由于程序設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，為了提高開發(fā)效率，不采用高級(jí)語(yǔ)言編寫程序，而是直接選擇匯編語(yǔ)言編寫程序。在可靠性需求高的環(huán)境，串口RS232的編程只使用發(fā)送、接收和地線等三個(gè)信號(hào)線，這樣可以確保數(shù)據(jù)可以在任何時(shí)候都可以發(fā)送和接收，提高可靠性。
　　如圖3所示的電路，是設(shè)計(jì)完成并在實(shí)際中使用的SBE 37-SI MicroCAT數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路。電路設(shè)計(jì)精巧，面積小，安裝方便，信號(hào)線拔插易用。
　　SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器在空氣中測(cè)量直接出來的數(shù)據(jù)格式（如果數(shù)據(jù)為負(fù)則多加一位）：
　　xxx.xxxx,xx.xxxxx,xxxx.xxx,xxxx.xxx,xxxx.xxxx,xxxxx.xxx,xxx.xxxx[CR][LF]
　　24.7798, 0.00068, -0.310, -0.307, 0.0130, 1496.123, -2.8873[CR][LF]
　　接口電路接收傳感器（有三個(gè)負(fù)值）來的數(shù)據(jù)接口所輸出的數(shù)據(jù)（將空格置換為零）：
　　$Txxx.xxxx,Cxx.xxxxx,Pxxxx.xxx,Dxxxx.xxx,Sxxxx.xxxx,Vxxxxx.xxx,Rxxx.xxxx＊cc[CR][LF]
　　$T024.7798,C00.00068,P-0000.310,D-0000.307,S0000.0130,V01496.123,R-002.8873＊66[CR][LF]

4 結(jié)束語(yǔ)
　　SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的性能、體積、質(zhì)量和可靠性都能滿足潛水器中綜導(dǎo)顯控臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，能精確測(cè)量潛水器所需海水的溫度、電導(dǎo)率、壓力、深度、鹽度、聲速、密度等狀態(tài)參數(shù)。由于其輸出的數(shù)據(jù)格式與導(dǎo)航設(shè)備的常用格式不同，無法直接相接，因此必須在其接口上另接一個(gè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路，才可以得到常規(guī)的數(shù)據(jù)輸出格式，以便更快地開發(fā)出通信與數(shù)據(jù)采集軟件，通過人機(jī)界面完成對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制與通信。本文介紹的實(shí)例系統(tǒng)的軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法比較簡(jiǎn)單，可靠性高，具有廣泛的實(shí)用性。