智能型通用水下自救釋放系統

4 自救浮標設計
自救浮標的設計主要是三方面：一是信號接收，即通過(guò)GPS模塊接收衛星定位信號并發(fā)送給微處理器；二是控制和無(wú)線(xiàn)通信，通過(guò)微處理器控制GSM／GPRS模塊建立網(wǎng)絡(luò )鏈接，把報警信號和定位信號以短信的方式發(fā)送給岸基控制中心；三是能源方面，鑒于浮標是在海面上，采用獨立電源供電保證了系統有足夠的續航時(shí)間。
自救浮標的外形設計如圖4所示。其中，頂部放置射頻天線(xiàn)，此處采用低功耗的ZYM-GA45(W)-3 GPS接收器和BENQ22GRPS收發(fā)模塊，用來(lái)接收GPS信號，發(fā)射GSM／GPRS信號。天線(xiàn)下的浮球用泡沫材料做成，用來(lái)保證天線(xiàn)通信的順暢并保持浮標在水中的平衡。浮標中間放置電路板和通信模塊。電路板下層放置系統供電電池。浮標底部放置較重物品用來(lái)對浮標進(jìn)行配重，以使浮標穩定地漂??；最底部是防水接頭，通過(guò)線(xiàn)纜與水下探測設備連接以進(jìn)行拖曳，同時(shí)還完成與目標通信的功能。浮標外殼采用甲醛樹(shù)脂材料加工制作，保證了系統的堅固、防水。

當自救浮標從釋放機構脫離后，浮標部分便自動(dòng)加電運行。開(kāi)啟GPS模塊用來(lái)接收衛星定位信號，同時(shí)把該信號傳送給微處理，微處理器通過(guò)發(fā)送指令來(lái)控制GPS模塊跟GSM／GPRS模塊，保障二者穩定工作。GSM／GPRS模塊收到微處理器的指令以后，將GPS定位信號以短信的方式發(fā)送給主控制臺。主控制臺通過(guò)系統的處理，把定位信號在GIS電子地圖上顯示出來(lái)，使工作人員能夠迅速地找出浮標所在位置。
為了保證自救浮標部分有足夠的續航時(shí)間，除了在電路部分采用低功耗芯片和低功耗模塊以外，電源的設計也是重點(diǎn)，它關(guān)系到整個(gè)自救系統的壽命，甚至整個(gè)系統的可行性。浮標系統采用6000mA鋰電池單獨供電，可在不影響浮標上浮的情況下保障系統連續工作48h以上。

5 系統調試與驗證
5．1 控制艙部分
系統上電運行后，首先測試液晶顯示及各傳感器的數據采集是否正常，再進(jìn)行參數配置。此時(shí)需要上位機軟件。在PC機上編寫(xiě)如圖5示的VC界面，以設置特征值上限。PC與單片機以串口的形式進(jìn)行通信，通信協(xié)議如表1和表2所示。

有關(guān)表1的通信協(xié)議解釋?zhuān)篜C機通過(guò)串口向釋放系統發(fā)送此條命令，以配置釋放器監測參數。‘S’表示參數配置命令。濕度，溫度，工作時(shí)間，深度，設備電壓是要配置的參數上限。如果釋放系統傳感器測試到的濕度，溫度，工作時(shí)間，深度以及設備電壓等某一項指標超過(guò)既定上限，則釋放浮標。