海洋水文气象综合数据采集器

数据采集器用于完成海洋气压、气温、湿度、降水、风速、风向等气象要素和潮汐、水温、盐度等水文要素信息的采集。现场传感器或检测仪表负责各种海洋信息的检测，将参数物理量转换成电信号输出，是采集器的信号输入前端；虽然各种海洋参数检测传感器的工作原理各不相同、结构也多种多样，但其输出信号无非是数字信号(RS232)、模拟信号或脉冲信号。采集器的信号接口及通讯接口设置需要与传感器的信号输出形式相匹配才能完成数据采集功能，是实现采集器通用性的关键因素之一，为此综合数据采集器设置了3类信号接收接口：RS232串口、模拟信号接口和脉冲信号接口。

采集器总体结构如图1所示。MCU模块(单片机)作为整个采集器的控制核心，负责完成信号的多路采集、软件滤波、数据运算、上位机指令监听，数据传输、数据存储、液晶显示和键盘操作等控制功能。信号输入模块负责采集和调理各类水文气象要素信息信号，然后将其送往MCU。单片机对输入信号进行集中采集和处理后为每个数据都加上时间标签，然后将其以记录的形式存入FLASH存储器；单片机实时监听上位机指令，并通过有线或无线通信接口向上位机传输数据。
通信接口实现上位机与下采象器的相互通信，上位机可以通过发送指令选择采集器工作在水文采集还是气象采集模式之下，上位机也可以通过指令修改采集器的系统时间。
为了安装和调试方便，系统设计了液晶和键盘模块，用来快捷完成采集器工作模式的选择、系统时钟的设定、水文或气象参数的最大值和最小值设定等功能。
其他外设包括硬件看门狗模块、FLASH存储模块、实时时钟模块和供电电源模块四个部分。由于采集器需要长期工作在无人看守的场合，为此需要设计硬件看门狗模块，当单片机死机或程序跑飞时自动重启采集器的软硬件系统。采集器的数据存储量较大，因此设置了外部FLASH存储模块。数据传输格式要求用时间来标记不同时刻的数据，因此设置了实时时钟模块。采集器有可能工作在没有交流电源的工作场合，为此设置了交流电源供电和12V太阳能电池供电的双供电电路。