專利名稱：一種氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋氣象監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種船舶氣象要 素傳感器信號采集與通信的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海洋氣象要素傳感器作為測量系統(tǒng)的重要組成部分，在海洋氣象觀測領(lǐng) 域有了較大的發(fā)展。目前這類氣象要素測量傳感器主要包括風(fēng)速、風(fēng)向傳 感器、溫度、濕度、大氣壓、雨量、能見度、云底高等氣象要素參數(shù)的測量 傳感器。目前，這類傳感器的輸出信號主要有如下幾種形式串行數(shù)字信號 RS232/RS485、并行BCD碼信號、數(shù)字脈沖信號、模擬電流信號(4 20mA) 和電壓信號(1~5V)等。這類信號主要有以下不足信號傳輸速率低、傳輸 距離近、容易受干擾；傳感器在監(jiān)測點(diǎn)選擇缺乏靈活性、傳感器數(shù)量選擇固 定， 一旦系統(tǒng)確定，就難以增設(shè)傳感器；維護(hù)維修可互換性比較差、容錯(cuò)能 力有限等。
在測控領(lǐng)域，控制局域網(wǎng)CAN (Controller Area Network)已經(jīng)成為國際 應(yīng)用很廣泛的一種現(xiàn)場控制總線標(biāo)準(zhǔn)，它作為一種串行通信總線，具有很高 的可靠性和實(shí)時(shí)性，現(xiàn)在CAN總線已經(jīng)在汽車工業(yè)、航天工業(yè)等領(lǐng)域的控制 系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且是目前為止唯一一種成為國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)的 現(xiàn)場總線，被認(rèn)為是目前最有前途的現(xiàn)場總線之一。
CAN總線在氣象要素監(jiān)測裝置或系統(tǒng)中是一種必然發(fā)展的趨勢，在艦艇、
車載等氣象要素觀測系統(tǒng)更加具有發(fā)展前景和廣泛需求。但是，目前的傳感 器雖然已經(jīng)能夠滿足快速、準(zhǔn)確、可靠的測量，但在功能上尚不能滿足新技
術(shù)的需求。特別是，這類傳感器的輸出形式尚不滿足CAN總線的輸出格式，
輸出信號不能滿足現(xiàn)在測量現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化和監(jiān)測點(diǎn)選擇靈活性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有船舶氣象要素檢測系統(tǒng)信號傳輸速率低、傳輸距離 近、容易受干擾的問題，提出了一種基于CAN總線的氣象要素分布式監(jiān)測系 統(tǒng)，能夠滿足氣象要素傳感器輸出信號的遠(yuǎn)距離、高效率的傳輸要求，受現(xiàn) 場干擾影響小，通用性強(qiáng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，包括氣象要素傳感器和上位機(jī)，在所述 的氣象要素傳感器與上位機(jī)之間連接有一通信裝置，在所述的通信裝置上設(shè) 置有多路輸入端口，分別與多路氣象要素傳感器對應(yīng)連接；在所述通信裝置 的內(nèi)部包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換通路、并行數(shù)據(jù)處理通路、串行數(shù)據(jù)處理通路和脈沖 信號處理通路中的至少一種，對氣象要素傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行處理后 連接通信裝置中主處理器的數(shù)據(jù)端；所述主處理器連接CAN總線控制收發(fā)電 路，通過所述CAN總線控制收發(fā)電路將接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CAN總線 數(shù)據(jù)，進(jìn)而經(jīng)CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信。
在所述的氣象要素傳感器中，輸出模擬信號的傳感器連接所述通信裝置 上的模擬信號輸入端口 ，通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號后通過數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器；輸出并行數(shù)字信號的傳感器通過通 信裝置上的并行接口連接所述的并行數(shù)據(jù)處理通路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所 述的主處理器；輸出串行數(shù)字信號的傳感器通過通信裝置上的串口連接串行 數(shù)據(jù)處理通路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器；輸出數(shù)字脈沖信號的 傳感器通過通信裝置上的脈沖信號輸入端口連接脈沖信號處理通路，進(jìn)而與 所述主處理器的數(shù)據(jù)端相連接。
具體來講，在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路中包含有模擬開關(guān)電路、A/D轉(zhuǎn)換電 路、光電隔離電路和信號鎖存電路；其中，傳感器輸出的模擬信號通過模擬 開關(guān)進(jìn)行通道切換后，連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號后通過其輸出端連接光電隔離電路，進(jìn)而通過信號鎖存電路對數(shù)字信號 進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處理器中；所述主處理器發(fā)出控 制信號通過控制總線連接所述A/D轉(zhuǎn)換電路和模擬開關(guān)電路的控制端。
在所述的并行數(shù)據(jù)處理通路中包含有信號觸發(fā)電路，對傳感器輸出的并 行數(shù)字信號進(jìn)行觸發(fā)后通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接信號鎖存電路 的輸入端，對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處理器中。
在所述的串行數(shù)據(jù)處理通路中包含有高速光電隔離電路，對傳感器通過 串口輸入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離處理后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處 理器中。
在所述的脈沖信號處理通路中包含有信號觸發(fā)器，對傳感器輸出的數(shù)字 脈沖信號進(jìn)行觸發(fā)后通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接所述主處理器的 數(shù)據(jù)端口。
所述主處理器的數(shù)據(jù)傳輸端連接CAN收發(fā)器的多輸入單輸出數(shù)據(jù)端口 ， 所述CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端各自通過一路光電隔離電路進(jìn)行 處理后連接CAN轉(zhuǎn)換器的發(fā)送端口和接收端口，所述CAN轉(zhuǎn)換器的CAN 總線端口通過CAN總線連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式與CAN總線數(shù)據(jù)之 間的轉(zhuǎn)換。
為了提高系統(tǒng)性能及處理速度，所述主處理器采用ARM9嵌入式處理器 實(shí)現(xiàn)，其地址信號端和數(shù)據(jù)信號端分別與程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)管 腳對應(yīng)連接。
所述傳感器包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、降雨量、能見度和云
底高傳感器，分布設(shè)置在船舶的各測試點(diǎn)處，采集相應(yīng)氣象要素信息。在所
述通信裝置的殼體上設(shè)置有選擇開關(guān)和LED顯示燈，所述選擇開關(guān)連接傳感 器，通過觸發(fā)不同的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對傳感器類型的選擇，LED顯示燈指示所選的 傳感器類型和所述裝置的工作狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明通過在氣象要素 傳感器與上位機(jī)之間連接通信裝置，利用所述的通信裝置接收傳感器輸出的 檢測信號，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成CAN總線數(shù)據(jù)利用CAN總線實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的連接通 信，從而實(shí)現(xiàn)了氣象要素信息的遠(yuǎn)距離、高效率傳輸和傳感器類型數(shù)量的任 意選擇。本發(fā)明的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)受現(xiàn)場干擾影響小，通用性強(qiáng)， 可用于復(fù)雜惡劣環(huán)境中的對艦船平面、各類倉庫的氣象要素實(shí)現(xiàn)分布式模塊 化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量、位置等選擇靈活，且具有監(jiān)測準(zhǔn)確、運(yùn)行可 靠的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)硬件組成原理框圖； 圖2-1為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)原理圖之一； 圖2-2為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)原理圖之二； 圖2-3為串行數(shù)據(jù)處理電路原理圖； 圖3-1為主處理器電路結(jié)構(gòu)原理圖3-2為CAN總線控制收發(fā)電路、BCD碼信號處理電路及脈沖信號處理 電路原理圖3-3為電源及存儲電路原理圖4為為本發(fā)明的模擬信號采集與通信流程框圖5為本發(fā)明的BCD碼及脈沖信號采集與通信流程框圖6為本發(fā)明的串口信號采集與通信流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有船舶氣象要素檢測系統(tǒng)信號傳輸速率低、傳輸距離 近、容易受干擾的問題，提出了一種基于CAN總線的氣象要素分布式監(jiān)測系 統(tǒng)，包括氣象要素傳感器和上位機(jī)，在所述的氣象要素傳感器與上位機(jī)之間 連接有一通信裝置，在所述的通信裝置上設(shè)置有多路輸入端口，分別與多路
氣象要素傳感器對應(yīng)連接，接收傳感器輸出的檢測信號；在所述通信裝置的
內(nèi)部包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換通路、并行數(shù)據(jù)處理通路、串行數(shù)據(jù)處理通路和脈沖信 號處理通路中的至少一種，對氣象要素傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行處理后連
接通信裝置中主處理器的數(shù)據(jù)端 ，所述主處理器連接CAN總線控制收發(fā)電路， 通過所述CAN總線控制收發(fā)電路將接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CAN總線數(shù)據(jù)， 進(jìn)而經(jīng)CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了檢測信號的遠(yuǎn)程傳輸。
所述傳感器包括測量風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、降雨量、能見度 和云底高等氣象要素的傳感器，分布設(shè)置在船舶的各測試點(diǎn)處，采集相應(yīng)氣 象要素信息，進(jìn)而通過所述的通信裝置對采集到的信號進(jìn)行預(yù)處理和轉(zhuǎn)換， 并將最終轉(zhuǎn)換成的CAN總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號通過CAN總線上傳至上位機(jī)進(jìn)行 集中監(jiān)控。
在所述氣象要素傳感器中，輸出模擬信號的傳感器連接通信裝置上的模 擬信號輸入端口 ，通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后通 過數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器，完成模擬信號到CAN總線標(biāo)準(zhǔn)信號的轉(zhuǎn)換; 輸出并行數(shù)字信號的傳感器通過通信裝置上的并行接口連接并行數(shù)據(jù)處理通 路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器，完成并行數(shù)字信號到CAN總線標(biāo) 準(zhǔn)信號的轉(zhuǎn)換；輸出串行數(shù)字信號的傳感器通過通信裝置上的串口連接串行 數(shù)據(jù)處理通路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器，完成串行數(shù)字信號到CAN總線標(biāo)準(zhǔn)信號的轉(zhuǎn)換；輸出數(shù)字脈沖信號的傳感器通過通信裝置上的脈 沖信號輸入端口連接脈沖信號處理通路，進(jìn)而與所述的主處理器相連接，完 成脈沖信號到CAN總線標(biāo)準(zhǔn)信號的轉(zhuǎn)換。
為了擴(kuò)大本發(fā)明中通信裝置的適用范圍，在本發(fā)明的通信裝置中同時(shí)包 含有所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路、并行數(shù)據(jù)處理通路、串行數(shù)據(jù)處理通路和脈沖信 號處理通路。當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際傳感器的類型和成本考量，選擇其中的 一種或者多種信號處理通路應(yīng)用于所述的通信裝置中，實(shí)現(xiàn)氣象要素傳感器 與上位機(jī)的連接通信。
如圖1所述，在模數(shù)轉(zhuǎn)換通路中包含有模擬開關(guān)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、 光電隔離電路和信號鎖存電路；其中，傳感器輸出的模擬信號通過模擬開關(guān) 進(jìn)行通道切換后，連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 后通過其輸出端連接光電隔離電路，進(jìn)而通過信號鎖存電路對數(shù)字信號進(jìn)行 鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處理器中；所述主處理器發(fā)出控制信 號通過控制總線連接所述A/D轉(zhuǎn)換電路和模擬開關(guān)電路的控制端，控制其工 作時(shí)序。所述主處理器為ARM9嵌入式處理器AT91RM9200-208，其地址信 號端A0 A25和數(shù)據(jù)信號端D0 D15、PC16 PC31分別通過地址總線A
和數(shù)據(jù)總線D[O.. .3 l]與程序存儲器FLASH芯片HY57V561620和數(shù)據(jù)存儲器 SDRAM芯片SST39VF6401-70-4C-EK的相應(yīng)管腳對應(yīng)連接，如圖2-l 2-3所 示。
在并行數(shù)據(jù)處理通路中包含有信號觸發(fā)電路，對傳感器輸出的并行數(shù)字 信號進(jìn)行觸發(fā)后通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接信號鎖存電路的輸入 端，對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到ARM9嵌入式處理器中。
在串行數(shù)據(jù)處理通路中包含有高速光電隔離電路，對傳感器通過串口輸 入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離處理后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到ARM9嵌入式處理
器屮。
在脈沖信號處理通路中包含有信號觸發(fā)器，對傳感器輸出的數(shù)字脈沖信
號進(jìn)行觸發(fā)后，通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接ARM9嵌入式處理器 的數(shù)據(jù)端口PA13。
ARM9嵌入式處理器的數(shù)據(jù)傳輸端口 PA0、 PA1連接CAN收發(fā)器 MCP2510的多輸入單輸出數(shù)據(jù)端口 SO和單輸入多輸出數(shù)據(jù)端口 SI， ARM9 嵌入式處理器的PA2、PA4端口分別連接CAN收發(fā)器MCP2510的時(shí)鐘端SCK 和片選端/CS， PA14端口向CAN收發(fā)器MCP2510的/IN端輸出中斷信號。所 述CAN收發(fā)器MCP2510的數(shù)據(jù)發(fā)送端TXCAN和數(shù)據(jù)接收端RXCAN各自 通過一路光電隔離芯片ICA44、ICA45進(jìn)行處理后，連接CAN轉(zhuǎn)換器TJA1050 的發(fā)送端口 TX和接收端口 RX，所述CAN轉(zhuǎn)換器TJA1050的CAN總線端 口 CANH、 CANL通過CAN總線連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)TTL電平數(shù)據(jù)與CAN總 線數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，如圖2-1~2-3所示。
本發(fā)明的通信裝置的硬件電路原理圖參見圖2-1~2-3、圖3-l 3-3所示。 在測量溫度、濕度、相對大氣壓等氣象要素時(shí)，電阻式溫度傳感器、電容式 濕度傳感器以及壓力傳感器輸出的模擬信號通過模擬開關(guān)DG508A進(jìn)行通道 切換后，連接運(yùn)放芯片OPA4137的輸入端，對采集到的小幅度電壓池流模擬 信號進(jìn)行放大處理后，輸出到A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS7805PB的輸入端IN，將模 擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后通過其輸出端D0-D15連接光耦I(lǐng)CA13-ICA16，進(jìn)行 光電隔離處理后，通過信號鎖存器74LS244對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù) 據(jù)總線D
輸出到ARM9處理器中；ARM9處理器發(fā)出的控制信號通過 控制總線PB[O.. .29]連接A/D轉(zhuǎn)換器ADS7805PB和模擬開關(guān)DG508A的控制 端，然后將所測得氣象數(shù)據(jù)通過CAN總線傳到上位機(jī)。其中，ARM9處理器 中的軟件處理流程如圖4所示。
當(dāng)應(yīng)用風(fēng)速風(fēng)向傳感器進(jìn)行信號采集通信時(shí)，螺旋槳式風(fēng)速傳感器輸出
的BCD碼數(shù)字信號BCD0
經(jīng)過觸發(fā)器ICA20A-INCA20F以及ICA21A
觸發(fā)后連接兩片四路光藕ICA23及ICA24，進(jìn)行光電隔離處理后，進(jìn)而連接 信號鎖存芯片ICA27的輸入端，對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線 D
輸出到ARM9主處理器中。風(fēng)向傳感器輸出的脈沖數(shù)字信號WSO通 過觸發(fā)器ICA21B觸發(fā)后，連接光耦I(lǐng)CA31發(fā)光二極管的陰極，所述發(fā)光二 極管的陽極連接直流電源VCC，光耦I(lǐng)CA31受光三極管的發(fā)射極接地，集電 極 一方面通過電阻RA50連接直流電源VDD，另一方面連接ARM9處理器的 數(shù)據(jù)端口PA13，對接收到的脈沖信號進(jìn)行光電隔離處理后，輸出到ARM9主 處理器中。其中，ARM9處理器中的軟件處理流程如圖5所示。
當(dāng)應(yīng)用降雨量、能見度、云底高等傳感器進(jìn)行氣象要素檢測時(shí)，串口信 號通過RS232轉(zhuǎn)換芯片ICA39進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)過高速光藕芯片 ICA34-ICA38進(jìn)行光電隔離后，連接ARM9處理器的數(shù)據(jù)端口 PA6、 PA22、 PA23、 PA5，系統(tǒng)將收到的采集數(shù)據(jù)通過CAN總線上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。其 中，ARM9處理器中的軟件處理流程如圖6所示。
本發(fā)明的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對各種氣象要素傳感器(包 括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、相對大氣壓、降雨量、能見度和云底高等)的 信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、采集及其計(jì)算，并將結(jié)果通過CAN總線以CAN2.0B的標(biāo)準(zhǔn) 傳送到氣象要素監(jiān)測中心或系統(tǒng)。這種信號采集傳輸方法受現(xiàn)場干擾影響小， 通用性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于其它復(fù)雜惡劣的檢測環(huán)境中。
當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添 加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，包括氣象要素傳感器和上位機(jī)，其特征在于在所述的氣象要素傳感器與上位機(jī)之間連接有一通信裝置，在所述的通信裝置上設(shè)置有多路輸入端口，分別與多路氣象要素傳感器對應(yīng)連接；在所述通信裝置的內(nèi)部包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換通路、并行數(shù)據(jù)處理通路、串行數(shù)據(jù)處理通路和脈沖信號處理通路中的至少一種，對氣象要素傳感器輸出的檢測信號進(jìn)行處理后連接通信裝置中主處理器的數(shù)據(jù)端；所述主處理器連接CAN總線控制收發(fā)電路，通過所述CAN總線控制收發(fā)電路將接收到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成CAN總線數(shù)據(jù)，進(jìn)而經(jīng)CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所 述的氣象要素傳感器中，輸出模擬信號的傳感器連接所述通信裝置上的模擬 信號輸入端口 ，通過所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后通過 數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器；輸出并行數(shù)字信號的傳感器通過通信裝置上 的并行接口連接所述的并行數(shù)據(jù)處理通路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所述的主處 理器；輸出串行數(shù)字信號的傳感器通過通信裝置上的串口連接串行數(shù)據(jù)處理 通路，進(jìn)而經(jīng)數(shù)據(jù)總線連接所述的主處理器；輸出數(shù)字脈沖信號的傳感器通 過通信裝置上的脈沖信號輸入端口連接脈沖信號處理通路，進(jìn)而與所述的主 處理器相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所 述的模數(shù)轉(zhuǎn)換通路中包含有模擬開關(guān)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路和 信號鎖存電路；其中，傳感器輸出的模擬信號通過模擬開關(guān)進(jìn)行通道切換后， 連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后通過其輸出端連接光電隔離電路，進(jìn)而通過信號鎖存電路對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù) 總線輸出到所述的主處理器中；所述主處理器發(fā)出控制信號通過控制總線連 接所述A/D轉(zhuǎn)換電路和模擬開關(guān)電路的控制端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所 述的并行數(shù)據(jù)處理通路中包含有信號觸發(fā)電路，對傳感器輸出的并行數(shù)字信 號進(jìn)行觸發(fā)后通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接信號鎖存電路的輸入端， 對數(shù)字信號進(jìn)行鎖存后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處理器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所述的串行數(shù)據(jù)處理通路中包含有高速光電隔離電路，對傳感器通過串口輸入 的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行光電隔離處理后，通過數(shù)據(jù)總線輸出到所述的主處理器中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所述的脈沖信號處理通路中包含有信號觸發(fā)器，對傳感器輸出的數(shù)字脈沖信號 進(jìn)行觸發(fā)后通過光耦進(jìn)行光電隔離處理，進(jìn)而連接所述主處理器的數(shù)據(jù)端口 。
7. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于-所述主處理器的數(shù)據(jù)傳輸端連接CAN收發(fā)器的多輸入單輸出數(shù)據(jù)端口 ，所述 CAN收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端各自通過一路光電隔離電路進(jìn)行處理 后連接CAN轉(zhuǎn)換器的發(fā)送端口和接收端口 ，所述CAN轉(zhuǎn)換器的CAN總線端 口通過CAN總線連接上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式與CAN總線數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn) 換。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述 主處理器為ARM9嵌入式處理器，其地址信號端和數(shù)據(jù)信號端分別與程序存 儲器和數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)管腳對應(yīng)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、降雨量、能見度和云底高傳感 器，分布設(shè)置在船舶的各測試點(diǎn)處，采集相應(yīng)氣象要素信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在所述通信裝置的殼體上設(shè)置有選擇開關(guān)和LED顯示燈，所述選擇開關(guān)連接傳 感器，通過觸發(fā)不同的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對傳感器類型的選擇，LED顯示燈指示所選 的傳感器類型和裝置的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明一種氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)，通過在氣象要素傳感器與上位機(jī)之間連接通信裝置，利用所述的通信裝置接收傳感器輸出的檢測信號，包括模擬信號、串行信號、數(shù)字脈沖信號等，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成CAN總線數(shù)據(jù)利用CAN總線實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的連接通信，從而實(shí)現(xiàn)了氣象要素信息的遠(yuǎn)距離、高效率傳輸和傳感器類型數(shù)量的任意選擇。本發(fā)明的氣象要素分布式監(jiān)測系統(tǒng)受現(xiàn)場干擾影響小，通用性強(qiáng)，可用于復(fù)雜惡劣環(huán)境中的對艦船平面、各類倉庫的氣象要素實(shí)現(xiàn)分布式模塊化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量、位置等選擇靈活，且具有監(jiān)測準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。
文檔編號G08C19/16GK101114403SQ200710013578
公開日2008年1月30日 申請日期2007年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月10日
發(fā)明者于惠彬, 濤 劉, 初偉先, 宋文杰, 李小峰, 漆隨平, 平 王, 王東明 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所