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一种电极启动的低功耗海洋仪器定位信标及启停方法


技术摘要:
本发明属于信标机技术领域,具体说是一种电极启动的低功耗海洋仪器定位信标及启停方法。本发明在信标上设置电极;当电极进入水中,使水中溶解电解质产生自由带电离子,带电离子发生定向移动从而具有导电性;通过与电极连接的水开关电路进行电源通断,实现信标的低功耗  全部
背景技术:
海洋科学研究经常需要依靠仪器设备在水下进行长期、定点监测来完成。由于海 洋仪器设备本身价格昂贵,且存储了大量的数据,为便于其顺利回收并防止其意外丢失,通 常在其在布放下水前通常会集成搭载一台信标机。信标机是一种能够向外界传送特定标识 信号的仪器设备,在符合启动条件后,会自动发送无线电或位置信号,被外界所感知。 目前市场主流的信标产品大部分自带压力传感器,依靠水压值作为启动的信号开 关。通常的设计是,信标下水后不发射信号,但内部电路时钟处于读取水压值的工作状态, 一旦信标浮出水面,信标感受不到水压值,开始对外发送信号。 传统信标下水布放之前,信标会固定到观测系统的顶部架体上,启动物理开关或 电磁开关,信标处于工作状态;下水后,信标内部压力传感器测得水压值大于信标设定的水 压值(设定值通常小于1dbar)时,信标停止工作,并随观测系统继续下潜到一定深度,完成 长时间的定点观测;当观测系统处于回收阶段时,信标机随着系统上浮,露出水面后,测得 水压值小于设定值时,信标开始工作,发送位置信号。 上述设计方案使得传统信标一直处于工作状态,增加了功耗,缩短了信标在出水 后的工作时间,同时使信标产品严重依赖压力传感器,造成成本增加。
技术实现要素:
本发明目的是提供一种低功耗、低成本的海洋定位信标,最大限度的延长其在海 面的工作时间,科研设备的搜寻和回收提供保障,摒弃压力传感器,可以使信标水下完全处 于零功耗状态,以克服上述传统信标机的缺陷。 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种电极启动的低功耗海洋仪器定 位信标,其特征在于,在信标上设置电极;当电极进入水中,使水中溶解电解质产生自由带 电离子,带电离子发生定向移动从而具有导电性;通过与电极连接的水开关电路进行电源 通断,实现信标的低功耗。 一种电极启动的低功耗海洋仪器定位信标,包括,上端盖、主舱体、下端盖、电极、 电池舱和主板; 所述主舱体为中空壳体,所述主舱体上部和下部均设有内螺纹,上端盖和下端盖 均设有外螺纹,所述上端盖外螺纹与主舱体上部螺纹连接,所述下端盖外螺纹与主舱体下 部螺纹连接; 所述主舱体内设有主板和电池舱,所述电极一端穿过上端盖,另一端与主板连接, 所述主板下方设有电池舱,所述电池舱内的电池通过导线与主板连接。 所述上端盖和下端盖均开设有密封槽,该密封槽内容置有密封圈。 3 CN 111580037 A 说 明 书 2/4 页 所述上端盖和下端盖外开分别设有用于紧固螺纹的借力孔。 所述主舱体为圆筒形结构。 所述电极为两个,包括电极A和电极B。 所述主板上设有天线、SIM卡槽、通信电路、启动电路板;所述天线通过同轴馈线与 通信电路连接,所述通信电路连有SIM卡槽;电池舱内的电池与启动电路板连接,所述启动 电路板通过主板电源端口与通信电路连接。 所述启动电路板设有水开关电路,包括三极管Q1、PMOS管Q2、电阻和电容; 电极A依次经电阻R2、电阻R3接地,电阻R2、电阻R3之间的结点与三极管Q1基极连 接,Q1的发射极接地,集电极与PMOS管Q2的栅极连接,Q2的源极与电池正极连接,Q2的源极 还通过电阻R1与栅极连接,Q2的漏极经电容C1接地;Q2的漏极作为水开关电路的输出端,与 主板电源端口连接; 电极B经电阻R4与电池正极连接。 所述通信电路,用于将GPS采集的信标位置通过SIM卡进行无线发送。 一种电极启动的低功耗海洋仪器定位信标启停方法,包括以下步骤: 当信标入水后,由于水的导电性使电流依次经R4电极B、电极A、R2和R3,从而产生 电压电流,驱动三极管Q1导通;当三极管Q1导通时驱动PMOS管Q2导通,连接输出端VOUT的主 板电源开启; 当信标不在水中时,电极A与电极B没有导通,R2和R3接地没有电流,三极管Q1截 止;当三极管Q1截止时PMOS管Q2截止,连接输出端VOUT的主板电源端口断电。 本发明具有以下有益效果及优点: 1.本发明在结构设计上引入了条件启动电路,首先可使信标机不再需要压力传感 器,节省了整体的采购制作成本; 2.本发明在程序设计上不需要一直开启内部电源和时钟,不断读取压力传感器的 实时信号值,节省了电源供应成本; 3.本发明在原理设计上依靠外部电极的导通状态来切换,可避免继电器的使用, 减少了一个中间环节,节省了时序电路的控制成本。 4.本发明的外置式电极,利用海水导电原理,方便信标机工作状态的自由切换; 5.本发明的条件启动电路即启动电路板,减少信标机内部传感组件的数量,减少 能量消耗; 6.本发明结构上采用圆柱面结构进行工装设计,方便固定与安装,可以适用的范 围广,可在工业生产领域广泛适用。 附图说明 图1本发明的结构示意图; 其中,1为上端盖,101为电极盖,102为电极,2为主舱体,201为主板,202为电池舱, 3为下端盖; 图2本发明主板示意图; 图3本发明条件启动板的水下开关电路。 4 CN 111580037 A 说 明 书 3/4 页
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