一種新型溫鹽深傳感器數據采集與應用

圖2 SBE 37-SI MicroCAT數據格式轉換電路板的設計
　　在圖2中，通信控制單片機一方面負責接收數據，將接收到表達海水的狀態(tài)參數的ASCII字符轉換成數字類(lèi)型，對該數字類(lèi)型進(jìn)行判斷正負，把相應的空格置換成零，再轉換為ASCII字符類(lèi)型，添加上起始符$以及每個(gè)數據的頭字母（即T、C、P、D、S、V、R），算出$以后所有字符的代碼和，然后將代碼和標志及代碼和、回車(chē)符、換行符加上，最后通過(guò)RS232輸出到綜導顯控臺。另一方面，接收來(lái)自綜導顯控臺的命令，然后發(fā)送給SBE 37- SI MicroCAT溫鹽深傳感器，對傳感器的響應完完全全地返回給綜導顯控臺。因此綜導顯控臺可以隨時(shí)改變溫鹽深傳感器的輸出數據、數據輸出的間隔時(shí)間以及他的狀態(tài)，又可以接收到通用格式的數據。
　　本實(shí)例的硬件使用的是常用可靠的AT89C51單片機，AT89C51單片機是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。
　　由于程序設計相對簡(jiǎn)單，為了提高開(kāi)發(fā)效率，不采用高級語(yǔ)言編寫(xiě)程序，而是直接選擇匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。在可靠性需求高的環(huán)境，串口RS232的編程只使用發(fā)送、接收和地線(xiàn)等三個(gè)信號線(xiàn)，這樣可以確保數據可以在任何時(shí)候都可以發(fā)送和接收，提高可靠性。
　　如圖3所示的電路，是設計完成并在實(shí)際中使用的SBE 37-SI MicroCAT數據格式轉換電路。電路設計精巧，面積小，安裝方便，信號線(xiàn)拔插易用。
　　SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器在空氣中測量直接出來(lái)的數據格式（如果數據為負則多加一位）：
　　xxx.xxxx,xx.xxxxx,xxxx.xxx,xxxx.xxx,xxxx.xxxx,xxxxx.xxx,xxx.xxxx[CR][LF]
　　24.7798, 0.00068, -0.310, -0.307, 0.0130, 1496.123, -2.8873[CR][LF]
　　接口電路接收傳感器（有三個(gè)負值）來(lái)的數據接口所輸出的數據（將空格置換為零）：
　　$Txxx.xxxx,Cxx.xxxxx,Pxxxx.xxx,Dxxxx.xxx,Sxxxx.xxxx,Vxxxxx.xxx,Rxxx.xxxx＊cc[CR][LF]
　　$T024.7798,C00.00068,P-0000.310,D-0000.307,S0000.0130,V01496.123,R-002.8873＊66[CR][LF]

4 結束語(yǔ)
　　SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的性能、體積、質(zhì)量和可靠性都能滿(mǎn)足潛水器中綜導顯控臺系統的設計要求，能精確測量潛水器所需海水的溫度、電導率、壓力、深度、鹽度、聲速、密度等狀態(tài)參數。由于其輸出的數據格式與導航設備的常用格式不同，無(wú)法直接相接，因此必須在其接口上另接一個(gè)數據格式轉換電路，才可以得到常規的數據輸出格式，以便更快地開(kāi)發(fā)出通信與數據采集軟件，通過(guò)人機界面完成對數據采集系統的控制與通信。本文介紹的實(shí)例系統的軟硬件的實(shí)現方法比較簡(jiǎn)單，可靠性高，具有廣泛的實(shí)用性。