一種新型溫鹽深傳感器的數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用

2 SBE 37-SI MicroCAT接口電路的設(shè)計

SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出數(shù)據(jù)格式與一般導(dǎo)航設(shè)備的常用格式，例如GPS的數(shù)據(jù)格式：$PASHR,POS,n,……,tt.t，vvvv＊cc[CR][LF],它包含起始符$，數(shù)據(jù)內(nèi)容，代碼和標志＊,代碼和cc,數(shù)據(jù)終結(jié)符[CR][LF]。而SBE 37-SI MicroCAT的輸出數(shù)據(jù)格式?jīng)]有起始符、代碼和標志以及代碼和。它還有一個很大的特點：SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的輸出有電平保護作用，當它停電后重新通電啟動，輸出電平為零，不會自主的向外發(fā)送測量數(shù)據(jù)，必須給它發(fā)一個激發(fā)信號（數(shù)據(jù)發(fā)送命令）才能觸發(fā)它。它的觸發(fā)信號是兩個回車換行字節(jié)（即0x0D、0x0A），但不能連續(xù)發(fā)，必須要分兩次間隔兩秒發(fā)出，這樣才能將傳感器觸發(fā)，按照設(shè)定的格式和速率往外發(fā)送數(shù)據(jù)。

為了使溫鹽深傳感器輸出的數(shù)據(jù)格式與常用導(dǎo)航設(shè)備的數(shù)據(jù)格式保持一致，必須要設(shè)計一個數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換接口電路，它需要完成的工作有：首先獲得外部指令或自產(chǎn)生一個觸發(fā)命令發(fā)給傳感器，觸發(fā)傳感器;然后接收外部指令改變SBE 37-SI MicroCAT輸出數(shù)據(jù)的波特率，傳輸數(shù)據(jù)的更新速率;并接收來自它的數(shù)據(jù)，加上起始符、代碼和標志以及代碼和;如果數(shù)據(jù)中有空格，則將空格置換成零;最后將數(shù)據(jù)輸出給綜合導(dǎo)航顯示控制臺。這樣，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換接口電路一方面要處理控制指令的中斷和實現(xiàn)改變傳感器的波特率和數(shù)據(jù)更新速率，另一方面還要和傳感器進行串行數(shù)據(jù)通信。

3 實際應(yīng)用舉例

由于SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器所提供的RS232數(shù)據(jù)格式與常用的導(dǎo)航設(shè)備數(shù)據(jù)格式不同，不能直接與潛水器綜合導(dǎo)航顯示控制臺系統(tǒng)現(xiàn)連接進行數(shù)據(jù)交換。為了方便通信，本文作者在實際的工程應(yīng)用中設(shè)計了一個數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路板，電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 SBE 37-SI MicroCAT數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路板的設(shè)計
在圖2中，通信控制單片機一方面負責(zé)接收數(shù)據(jù)，將接收到表達海水的狀態(tài)參數(shù)的ASCII字符轉(zhuǎn)換成數(shù)字類型，對該數(shù)字類型進行判斷正負，把相應(yīng)的空格置換成零，再轉(zhuǎn)換為ASCII字符類型，添加上起始符$以及每個數(shù)據(jù)的頭字母（即T、C、P、D、S、V、R），算出$以后所有字符的代碼和，然后將代碼和標志及代碼和、回車符、換行符加上，最后通過RS232輸出到綜導(dǎo)顯控臺。另一方面，接收來自綜導(dǎo)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(yīng)完完全全地返回給綜導(dǎo)顯控臺。因此綜導(dǎo)顯控臺可以隨時改變溫鹽深傳感器的輸出數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)輸出的間隔時間以及他的狀態(tài)，又可以接收到通用格式的數(shù)據(jù)。

本實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(jié)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(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。