基于铱星的浮标远程监测与数据传输系统基于铱星的浮标远程监测与数据传输系统
针对海洋定点垂直剖面监测系统，设计并实现了一种基于铱星的浮标远程监测与数据传输系统。它主要由带有
WINCE5.0操作系统的AT91SAM9G20主控板和铱星通信终端组成。为了降低系统功耗以达到长期无人值守监测
要求，采用基于STC12C5A60S2的浮标状态监测板代替主控板监测浮标、锚灯和电池的状态。三者通过串口通
信实现数据的传输。
以浮标平台为载体的海洋定点垂直剖面监测系统[1]可以实现海平面以下水体垂直剖环境监测数据的实时、自动获取，它由
水下数据采集系统、电磁耦合系统、水上浮标
1 系统工作原理概述系统工作原理概述
海洋定点垂直剖面监测系统的整体结构框图如图1所示。本文主要阐述由主控板、铱星通信终端和监测板组成的水上浮标远
程监测与数据传输系统。它主要完成转发水下数据采集到的数据和对浮标体进行实时监测。为降低功耗，主控板未进行数据传
输时休眠，铱星通信终端未发送数据时不供电。
水下数据采集系统利用波浪能自行下降，到设定的深度后上升并且开始采集数据。当上升到距海面浮标体一定距离时，嵌
于数据采集系统顶部玻璃钢内的钕铁硼磁块将触发嵌于浮标底部玻璃钢内的磁敏开关电路，使其产生中断信号，唤醒处于休眠
状态的主控板。然后，主控板通过RS232串口接收并保存从电磁耦合系统传来的数据。数据接收完毕后，水下数据采集系统
再次下降去采集数据。与此同时，主控板通过铱星通信终端将接收到的数据发送到监控中心，并再次进入休眠状态，等待下次
数据的到来。
主控板休眠时无法完成监测浮标、锚灯和电池电压等状态的工作，本文用监测板代替主控板完成这些重要的工作。当出现
异常情况时，监测板通过I/O口产生中断信号来唤醒主控板，并与之进行
2 系统硬件概述系统硬件概述
2.1 主控板主控板
主控板的
2.2 铱星通信终端铱星通信终端
铱星系统是由66颗环绕地球的低轨卫星网组成的全球卫星移动通信系统，其最大优势是通信范围可以覆盖全球，而且无论
在任何地方都能保证数据通信的信号强度和可靠性，不受天气、高度、电离层、距离等不稳定因素的制约，因此，特别适合现
有通信手段达不到的地方。本系统工作的海洋环境就是这样的地方。此外，相对于其他数据通信方式，铱星通信的费用较低，
而且功耗较小，能够满足海洋浮标设备低功耗的要求。
本系统中的铱星终端使用铱星SBD 透明数据传输模块，它嵌入了铱星9601 SBD和SBD协议，结合铱星全球覆盖网络提供
铱星数据业务(SBD)，通过采用数据包的方式实现短消息双向传输。在本系统中，主控板通过9线RS232串口向铱星模块发送
AT指令集，实现SBD业务。用户可以通过邮件协议方式或DirectIP链接方式获取数据，也可在终端之间进行数据收发。模块的
主叫消息可达205 B，被叫消息可达105 B。通信速率最高可达115 200 b/s，默认波特率为192 00 b/s，可通过AT+IPR命令设
置[2]。
2.3 浮标状态监测板浮标状态监测板
主控板可以完成浮标状态的监测工作，但由于其功耗相对单片机较高，为尽可能降低电子系统功耗，满足长期无人值守监
测需求，本系统选用了以低功耗MCU芯片STC12C5A60S2为核心的监测板来完成监测导航锚灯、浮标仓盖、仓体漏水和系统
电池状态的工作。其正常工作时的电流为2 mA～7 mA。
浮标系统中，锚灯在夜间以一定频率闪烁，以免过往船只撞上浮标，如果它在白天闪烁，则说明其出现异常。对浮标仓盖
进行监测，主是要为了防止其被人为打开。浮标仓体如果发生漏水，则会对其中的电子系统和电池产生致命的危害。系统的电
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