[发明专利]一种基于铱星数据传输的北极海冰融化远程监测仪器

说明书

技术领域

本发明涉及专用仪器仪表制造技术领域，具体地指一种基于铱星数据传输的北极海冰融化远程监测仪器。

背景技术

随着人类对南北极的不断探索，人们在南北极开展了各种领域的研究，而海冰在极地研究中占有很大的比重。最近十年，北冰洋海冰范围和厚度都呈现快速减小的趋势，监测极地海冰的变化，有利于提高我们对气—冰—海相互作用机理的认识，对世界气候的研究有重要的意义。目前，国内外关于海冰监测的方法，例如利用卫星遥感技术或飞机航拍技术，利用长期或短期冰站定点人工监测海冰等，经济性较差，精度不够高，很难长期连续观测和远距离实时监测，不足以满足海冰融化信息的长期监测。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种基于铱星数据传输的北极海冰融化远程监测仪器与实现方法，其通过滤波算法、铱卫星数据传输指令、串口及RS485总线数据传输等技术实现水下超声波传感器的数据采集，信号处理以及铱卫星远程数据传输与实时监测。能够在低温环境下获得水下海冰厚度的实时数据，并通过铱卫星实现远程数据传输，从而达到海冰融化远程监测目的，实现极地恶劣环境下的海冰融化数据采集与自动监测。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种基于铱星数据传输的北极海冰融化远程监测仪器，其特殊之处在于：包括仪器箱、铱星天线和若干水下专用超声波传感器探头，所述仪器箱内设置有多通道超声波传感器信号处理模块、铱卫星数据传输模块、主控制器、SD卡存储模块和电源模块；

所述水下专用超声波传感器探头与多通道超声波传感器信号处理模块连接；

所述铱星天线与铱卫星数据传输模块连接；

所述多通道超声波传感器信号处理模块、铱卫星数据传输模块、SD卡存储模块和电源模块均与主控制器连接；

所述铱卫星数据传输模块用于根据主控制器的指令将实时数据通过铱星天线传输至铱星系统并发送至绑定邮箱；

所述主控制器用于向多通道超声波传感器信号处理模块发送数据读取命令并读取对应编号的传感器数据，然后将数据存储至SD卡存储模块，同时向铱卫星数据传输模块发送数据传输指令。

进一步地，所述多通道超声波传感器信号处理模块通过RS485总线与主控制器连接。

更进一步地，所述主控制器采用STM32系列处理器。

再进一步地，所述多通道超声波传感器信号处理模块包括依次连接的AD转换器、滤波器和单片机，所述水下专用超声波传感器探头与AD转换器连接，所述单片机与主控制器连接。

再进一步地，所述SD卡存储模块采用内存大于等于8G的存储卡。为保证仪器的正常运转，所述仪器箱侧面设置有多通道防水航空插头接口和天线接口，所述多通道防水航空插头接口用于连接水下专用超声波传感器探头，所述天线接口用于连接铱星天线。

再进一步地，所述水下专用超声波传感器探头采用收发一体的水下专用超声波传感器。

优选地，所述电源模块采用蓄电池或超级电容供电。

本发明的优点在于：

1、本发明能够根据水下超声波传感器采集到的信号，通过多通道超声波传感器信号处理模块处理以及铱卫星远程数据传输，实现高精度的水下微观海冰融化情况的远程实时监测，而不是宏观观测或者人工监测，大大节省了成本并提高了监测效果。

2、本发明同时具有SD卡大容量数据存储功能，将原始数据备份，便于读取，防止丢失。

3、本发明采用铱卫星进行数据传输，能够实现极地条件下的数据实时传输。

4、本发明能采用系统待机工作方式，根据所设置的采样间隔时间定时唤醒系统工作，在极地环境条件下尽可能地节省能量的消耗。

附图说明

图1为本发明一种基于铱星数据传输的北极海冰融化远程监测仪器结构示意图。

图中：水下专用超声波传感器探头1，多通道超声波传感器信号处理模块2，铱星天线3，铱卫星数据传输模块4，主控制器5，SD卡存储模块6，电源模块7，仪器箱8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：