[发明专利]一种用于海洋测量无人艇自动收放磁力仪的系统及其方法

权利要求书

1.一种用于海洋测量无人艇自动收放磁力仪系统的方法，其特征在于：系统包括装置及其控制单元，所述装置包括收放绞车、磁力仪线缆、拖鱼支架和磁力仪，所述收放绞车安装在无人艇上，拖鱼支架安装在无人艇船尾，收放绞车连接磁力仪线缆的一端，磁力仪线缆通过拖鱼支架连接磁力仪；控制单元包括无人艇主控制单元、自动收放磁力仪控制单元、磁力仪绞车、舵角传感器、GPS、北斗设备、测深仪和光纤罗经，无人艇主控制单元和磁力仪绞车分别通过RS422与自动收放磁力仪控制单元双向连接，舵角传感器与自动收放磁力仪控制单元双线连接，用于传输采集到的信号，GPS、北斗设备、测深仪和光纤罗经分别通过RS422与自动收放磁力仪控制单元连接；

所述舵角传感器包括第一双向二极管BAV99、第二双向二极管BAV99、第一静电抑制二极管PESD15VL2BT、第二静电抑制二极管PESD15VL2BT、隔离变送器T5555P、三端稳压芯片LM78L09、AD转换芯片AD8552、瞬态抑制二极管SMBJ15A-TR、电阻R79、电阻R80、电阻R82、电阻R83、电阻R84、电容C42、电容C43、电容C44和电容C45，其中，隔离变送器T5555P的Pin+管脚连接12V电源，隔离变送器T5555P的Pin-管脚接地，ADC1_IN分别连接第一双向二极管BAV99的第三管脚、第一静电抑制二极管PESD15VL2BT的第二管脚和隔离变送器T5555P的Sin+管脚，第一双向二极管BAV99的第一管脚连接ADC1_GND，第一双向二极管BAV99的第二管脚连接ADC1_VCC，第一静电抑制二极管PESD15VL2BT的第三管脚连接ADC1_GND，隔离变送器T5555P的Sin-管脚连接ADC1_GND，隔离变送器T5555P的Sout+管脚分别连接第二静电抑制二极管PESD15VL2BT的第一管脚和ADC1_OUT，第二静电抑制二极管PESD15VL2BT的第三管连接ADC1_GND，隔离变送器T5555P的Sout-管脚连接ADC1_GND，隔离变送器T5555P的Pout+管脚分别连接电容C45的一端和三端稳压芯片LM78L09的VI+管脚，三端稳压芯片LM78L09的VO+管脚分别连接电容C42的一端、瞬态抑制二极管SMBJ15A-TR的负极和ADC1_VCC，隔离变送器T5555P的Pout-管脚分别连接电容C45的另一端、三端稳压芯片LM78L09的GND管脚、电容C42的另一端和ADC1_GND，ADC1_GND通过电阻R84分别连接AD转换芯片AD8552的第二管脚、电阻R82的一端，电阻R82的另一端分别连接电阻R83的一端和AD转换芯片AD8552的第一管脚，R83的另一端分别连接ADC3_IN和电容C44的一端，电容C44的另一端连接ADC1_GND，AD转换芯片AD8552的第八管脚分别连接5V电源和接ADC1_GND电容C43，AD转换芯片AD8552的第四管脚接ADC1_GND，AD转换芯片AD8552的第三管脚分别连接ADC1_OUT电阻R79、接ADC1_GND电阻R80和第二双向二极管BAV99的第三管脚，第二双向二极管BAV99的第二管脚连接5V电源，第二双向二极管BAV99第一管脚连接ADC1_GND；

所述磁力仪绞车包括绞车控制器、转速测量模块、制动驱动器、变频驱动器、收放卷筒、减速电机排缆绳装置、转向轮、张力感应器、锁紧机构和引导口，其中绞车控制器通过电滑环连接张力传感器，绞车控制器分别连接锁紧机构、转速测量模块、制动驱动器和变频驱动器，制动驱动器连接减速电机中的制动器，变频驱动器连接减速电机中的驱动电机，制动器连接收放卷筒，张力传感器固定在转向轮上，转向轮中磁力仪线缆出口处设有引导口，引导口出设有锁紧机构；

所述自动收放磁力仪控制单元包括ARM；

方法包括以下步骤：

步骤1、进入主程序；

步骤2、定义主程序中常量和变量，并将其初始化；

步骤3、声明并定义控制单元中各个模块的功能；

步骤4、初始化ARM；

步骤5、使能ARM中Timer、AD和串口设备的中断；

步骤6、等待中断，并判断是哪个设备进行了中断；

步骤7、若Timer中断，则进行步骤8；若串口接收中断，则进行步骤9；若AD中断，则进行步骤10；

步骤8、Timer中断处理函数，得到时间标志位，用于定时采集舵角，定时解析串口指令；

步骤9、串口中断处理函数，接收光纤罗经，北斗，探测仪，GPS，无人艇主控单元，磁力仪绞车发送过来的状态及位置信息；

串口中断处理函数的具体实现方法为：控制单元通过串口接收GPS、北斗设备、光纤罗经、测深仪和舵角传感器输出海洋测量无人艇的位置信息、航速信息、航向信息和实时航行水深信息，以此来决策磁力仪自动收放动作；

决策磁力仪自动收放动作的具体实现方法为：读取前一次和后一次测量的海洋测量无人艇位置信息、航速信息、航向信息和实时航行水深信息，两次进行对比，多次进行数据对比，若数据发生突变时，则给自动收放绞车发送快速收磁力的指令，绞车收到指令信息后执行磁力仪快速回收，同时监控磁力仪收放过程中的绞车运行状态、收放缆绳的长度、收放缆绳的速度和缆绳的张力值；

步骤10、AD中断处理函数，得到舵角信息；

步骤11、磁力仪控制单元根据舵角信息，光纤罗经，北斗，探测仪，GPS，无人艇主控单元，磁力仪绞车的状态及位置信息给出控制决策；

步骤12、磁力仪控制单元控制指令经422串口发送给磁力仪绞车执行。