[发明专利]一种基于浮标和SD卡暂存的水下数据无线回传装置及方法

权利要求书

1.一种基于浮标和SD卡暂存的水下数据无线回传装置，其特征在于，所述的基于浮标和SD卡暂存的水下数据无线回传装置主要由浮标(1)、水下数据收集设备(2)和水上数据收集设备(3)组成；

所述的浮标(1)主要由平底纺锤型钢制双层容器(8)、天线a(4)、无线传输模块(5)、储存模块(6)和微处理器a(7)组成；所述的平底纺锤型钢制双层容器(8)，两层之间设有凝胶垫a(16)，凝胶垫a(16)用于减缓碰撞给浮标(1)内部带来的伤害；平底纺锤型钢制双层容器(8)的顶部为圆弧形，即为浮标顶部(12)；平底纺锤型钢制双层容器(8)的底部为平面，即浮标底部(13)；平底纺锤型钢制双层容器(8)使浮标(1)在上升的过程中更流畅、迅速；浮标顶部(12)上安装有天线a(4)；浮标底部(13)设有铁环(14)和排针口(15)；平底纺锤型钢制双层容器(8)的内部设有水平挡板，将平底纺锤型钢制双层容器(8)分为上下两部分，上部为空气仓(22)，空气仓(22)占平底纺锤型钢制双层容器(20)容积的1/3，使浮标(1)在脱落时所受浮力均匀并垂直上升；无线传输模块(5)、储存模块(6)和微处理器a(7)安装在下部的浮标底部(13)上，使无线传输模块(5)、储存模块(6)和微处理器a(7)处于密闭空间，防止浮标(1)受到破坏时进水从而影响内部装置的使用；

所述的水下数据收集设备(2)，主要由纺锤型钢制双层容器(20)、浮标(1)、偏心轮电机(21)和微处理器b(9)组成；所述的水下数据收集设备(2)的外部结构为纺锤型钢制双层容器(20)，纺锤型钢制双层容器(20)水平放置，内部设有水平挡板，将纺锤型钢制双层容器(20)分为上下两部分，两层之间设有凝胶垫b(19)，凝胶垫b(19)用于减缓碰撞给水下数据收集设备(2)内部带来的伤害；纺锤型钢制双层容器(20)的上部空间对应的外壁设有多个凹槽(18)，用于安装浮标(1)；偏心轮电机(21)与浮标(1)位置对应，安装于水平挡板上；微处理器b(9)安装固定在水平挡板上，位于纺锤型钢制双层容器(20)的下部空间；纺锤型钢制双层容器(20)上设有通讯接口(23)；

所述的水上数据收集设备(3)，主要由处理器(10)和天线b(11)组成。

2.根据权利要求1所述的水下数据无线回传装置，其特征在于，所述的无线传输模块(5)使用LORA协议，LORA协议是一种长距离低功率的无线传输协议，适于浮标到基站的长距离数据传输。

3.根据权利要求1或2所述的水下数据无线回传装置，其特征在于，所述的储存模块(6)使用SD卡进行储存。

4.根据权利要求1或2所述的水下数据无线回传装置，其特征在于，所述的天线a(4)上设有一面旗(17)，有利于后期浮标(1)的回收。

5.根据权利要求3所述的水下数据无线回传装置，其特征在于，所述的天线a(4)上设有一面旗(17)，有利于后期浮标(1)的回收。

6.一种基于浮标和SD卡暂存的水下数据无线回传方法，其特征在于，步骤如下：

储存模块(6)使用32GB的SD卡作为大容量存储设备；将SD卡、无线传输模块(5)和微处理器a(7)进行防水密封后粘贴在浮标底部(13)，构成浮标(1)；水下数据收集设备(2)安装在测量水温的水下漫游器(24)上；将浮标(1)安装于水下数据收集设备的凹槽(18)内，并且将凹槽(18)底部的排针插入排针口(15)，对浮标(1)进行编号，构成负载多个浮标的水下数据收集设备；然后将负载多个浮标(1)的水下数据收集设备(2)固定于测量海水温度的水下漫游器(24)上，再将水下漫游器(24)和水下数据收集设备(2)通过通讯数据线相连，用于信息传递；

在船只(25)上搭载处理器(10)和天线b(11)，作为水上数据收集设备(3)；将安装有水下数据收集设备(2)的水下漫游器(24)放入水中，入水后水下漫游器(24)开始移动工作，水下漫游器(24)内部的温度传感器开始水下温度测量工作，数据采集过程中，首先由水下漫游器(24)内部的微处理器将采集的温度数据通过数据线写入1号浮标的SD卡中，待1号浮标的SD卡写满数据后由水下数据收集设备(2)的微处理器b(9)协调切换与温度传感器进行数据通讯的浮标，即在此之后将采集的温度数据写入2号浮标的SD卡中，切换完成后，由水下数据收集设备(2)的处理器b(9)控制偏心轮电机(21)进行机械操作及时断开1号浮标底部铁环和水下数据收集设备(2)的机械连接，至此1号浮标与水下数据收集设备(2)分离成为独立的一部分，借助水的浮力，1号浮标会迅速浮出水面；

当1号浮标浮出水面后，其内部所携带的无线数据收发设备接收到水上数据收集设备(3)所发出的无线信号，当浮标(1)接收到该信号表示浮标已经浮出水面，随即微处理器a(7)读取SD卡中的温度数据通过无线传输模块(5)发送给水上数据收集设备(3)，用户通过电脑终端即查看和使用这些水上数据收集设备(3)收集到的水下温度数据；当2号浮标SD卡存满数据后，也会触发类似的动作，即3号浮标SD卡开始存储数据，2号浮标浮出水面完成无线数据回传，后续浮标(1)工作方式完全相同，当浮标(1)全部上浮，水下漫游器(24)停止采集工作上浮。