遙測(cè)遙控航標(biāo)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
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(1)JB35GB通訊模塊的發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)短信的格式為(16進(jìn)制HEX格式發(fā)送數(shù)據(jù))：23 3X3X3X3X3X3X3X3X3X3X3X23datal…dataN(等待≥0．1 s表示結(jié)束)。其中，XXXXXXXXXXX是需要發(fā)送的目的手機(jī)號(hào)碼，號(hào)碼的開(kāi)頭和末尾都加“23”組成一個(gè)號(hào)碼段，號(hào)碼段也可以省略，這時(shí)datal…dataN就直接發(fā)送給“短信數(shù)傳設(shè)置”中的默認(rèn)接收數(shù)據(jù)方的手機(jī)號(hào)碼上。
“2323datal…dataN(等待≥0．1 s表示結(jié)束)”。datal…dataN是計(jì)算機(jī)或單片機(jī)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)部分，N≤140。數(shù)據(jù)必須以16進(jìn)制HEX格式發(fā)送，如果要發(fā)送ASCII碼或Unicode碼，就先要把ASCII碼或Unicode碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制數(shù)再發(fā)送。如果想把計(jì)算機(jī)或單片機(jī)的文本數(shù)據(jù)發(fā)送給普通手機(jī)顯示閱讀，則必須把文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Unicode碼對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制HEX格式發(fā)送。計(jì)算機(jī)或單片機(jī)向JB35GB傳輸數(shù)據(jù)必須從第一個(gè)Byte“#”到最后一個(gè)Byte dataN連續(xù)傳輸。當(dāng)發(fā)送完最后一個(gè)數(shù)據(jù)dataN后，在以后的0．1 s里，計(jì)算機(jī)或單片機(jī)就不能再向串口發(fā)送任何數(shù)據(jù)。JB35GB檢測(cè)到串口≥0．1 s無(wú)數(shù)據(jù)后，則把datal…dataN打包成短信的格式發(fā)送出去。
對(duì)于連續(xù)發(fā)送多條短信數(shù)據(jù)時(shí)，必須遵循以下原則：第一條短信數(shù)據(jù)發(fā)送給JB35GB后，串口出現(xiàn)了一個(gè)發(fā)送成功確認(rèn)信號(hào)“OD”后，就可以發(fā)送第二條短信數(shù)據(jù)。
(2)JB35GB通訊模塊的接收。JB35GB在收到短信數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)還原成和發(fā)送時(shí)對(duì)稱的數(shù)據(jù)格式，同時(shí)從TTL串口和RS232串口輸出給計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。計(jì)算機(jī)或單片機(jī)必須采用串口中斷方式接收J(rèn)B35GB串口傳來(lái)的數(shù)據(jù)，以保證短信數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。JB35GB把接收到的短信數(shù)據(jù)向串口輸出后，則將此短信立即刪除，因此JB35GB內(nèi)部短信是不會(huì)溢出的。
3．3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)單元
為減少絞車(chē)功耗，延長(zhǎng)航標(biāo)免維護(hù)時(shí)間，在滿足扭矩的前提下，絞車(chē)電機(jī)選用小功率直流電機(jī)。由于江面有一定流速，水流對(duì)船體的作用力較大，因此絞車(chē)內(nèi)部必須安裝失電制動(dòng)單元，防止水流作用拽動(dòng)纜索。只有當(dāng)絞車(chē)制動(dòng)器通電后，絞車(chē)才允許轉(zhuǎn)動(dòng)。因此絞車(chē)每次啟動(dòng)分兩步執(zhí)行，首先通過(guò)單片機(jī)控制固態(tài)繼電器輸出，給制動(dòng)器上電解除制動(dòng)，然后單片機(jī)控制穩(wěn)壓電源輸出給絞車(chē)電機(jī)供電，開(kāi)始收放纜索。絞車(chē)驅(qū)動(dòng)單元與其他單元接口關(guān)系如圖5所示。
絞車(chē)驅(qū)動(dòng)器供電電壓上限為48 V；蓄電池的標(biāo)稱電壓為48 V；實(shí)際太陽(yáng)能充電時(shí)為浮動(dòng)電壓，因此輸出電壓會(huì)大于蓄電池電壓，從安全角度考慮，驅(qū)動(dòng)單元輸入電壓應(yīng)先經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓48 V后再輸入。
3．4 軟件結(jié)構(gòu)
為實(shí)現(xiàn)航標(biāo)控制系統(tǒng)軟件的功能，并使所開(kāi)發(fā)的軟件具有高度的可靠性和可維護(hù)性，采用模塊化設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，構(gòu)成指示航標(biāo)控制軟件總體結(jié)構(gòu)，軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示，各模塊功能分別為：初始化模塊包含端口、參數(shù)的初始化；GPS數(shù)據(jù)處理模塊用于收取、驗(yàn)證、處理GPS數(shù)據(jù)；工況獲取模塊用于A／D采集、門(mén)限監(jiān)測(cè)、應(yīng)答；中斷模塊用于定時(shí)中斷、串口中斷；串口通信模塊用于GSM數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、應(yīng)答信息；絞車(chē)控制模塊用于絞車(chē)收纜、放纜、停止。
監(jiān)控中心控制軟件主要負(fù)責(zé)監(jiān)控記錄航標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)航標(biāo)報(bào)警信息及控制航標(biāo)調(diào)整位置。監(jiān)控中心共享水位站水位信息，通過(guò)水位變化計(jì)算出航標(biāo)纜索調(diào)整量，通過(guò)GSM單元發(fā)送操作指令，航標(biāo)中心處理單元接收到調(diào)整指令后，開(kāi)啟絞車(chē)調(diào)整纜索，并檢測(cè)調(diào)整長(zhǎng)度，調(diào)整到位后自動(dòng)停止絞車(chē)收放，若絞車(chē)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未停止，單片機(jī)將強(qiáng)制停止絞車(chē)，防止過(guò)收纜索使航標(biāo)沒(méi)入水中。
4 結(jié)束語(yǔ)
文中采用單片機(jī)與GSM模塊相結(jié)合設(shè)計(jì)的遙測(cè)遙控航標(biāo)設(shè)備已在某些水域航道得到應(yīng)用，實(shí)際運(yùn)行使用中，該設(shè)備工作穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)還可外加水深測(cè)量裝置，根據(jù)水位深度變化控制纜繩收放，形成自閉環(huán)收放系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守全自動(dòng)遙測(cè)遙控航標(biāo)。
評(píng)論