一种海洋数据采集存储板的制作方法

本实用新型涉及海洋数据信息采集技术领域，特别涉及一种海洋数据采集存储板。

背景技术：

海洋环境数据采集主要是采集水流速与流向、风速风向、浪高、海水各层温度、大气温度、大气湿度等海洋环境数据。这些数据能够让我们更好的了解海洋、监测海洋、开发海洋,更能够对航海运输保障、航道优化等交通运输领域起到积极的作用。因此,对海洋环境数据采集系统的研究与设计具有重要的意义。目前，传统的海洋环境数据采集存储板存储容量较小，无法满足长时间的连续存储，需要定期的读取数据，读取完即删除，以留存存储空间；系统运行时功耗较大，无法满足水下长时间工作要求；读取存储数据时需要打捞设备到岸基或船上，打捞成本高，时间长。

技术实现要素：

针对现有技术存在以上缺陷，本实用新型提供一种海洋数据采集存储板如下：

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种海洋数据采集存储板，包括：

多路pga增益控制电路，所述多路pga增益控制电路用于将前端各类数据传感器采集的信号控制放大，使其达到adc输入的信号最优值；

adc电路单元，所述adc电路单元用于将前端采集的海洋数据进行数模装换以供中央处理单元处理、分析；

中央处理单元，所述中央处理单元用于采集存储板各模块电路的控制以及数据处理、分析；

若干sd卡，所述sd卡用于存储经过中央处理单元处理、分析后的各类海洋数据，所述若干sd卡可采用分时复用的方式存储数据；

外部信号采集接口，用于实现pc机来获取sd卡采集数据。

优选地，所述若干sd卡包括两张，所述sd卡均为512g的tf卡，可存储1tb的采集数据。

优选地，所述pga增益控制电路采用程控增益放大芯片ltc6911-2。

优选地，所述多路pga增益控制电路与adc电路单元之间设置有低通滤波电路，所述低通滤波电路用于信号进入adc电路单元前抗混叠，滤除高于1/2采样频率的高频成份。

优选地，所述adc电路单元采用ads1274芯片，所述adc电路单元与中央处理单元之间的接口采用spi接口。

优选地，所述中央处理单元还连接有rtc电路单元以及gps电路单元，所述rtc电路单元通过i2c接口连接到中央处理单元，rtc电路单元采用pcf2129at，所述gps电路单元用于采集存储板的定位。

优选地，所述两张sd卡，通过三态总线开关连接到中央处理单元的sdio总线上，实现两张sd卡分时存储操作，每张sd卡设计可关断电源。

优选地，所述外部信号采集接口包括rs232串口以及usb接口。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：

本实用新型的海洋数据采集存储板，通过在存储板上设置若干sd卡存储器，可以满足长时间数据的存储，另外，读取时可以直接通过外部信号采集接口读取，也可以拔下sd卡，通过读卡器等设备读取，方便快捷，由于，sd卡的数量以及存储空间可以根据数据采集的时间来设计，摒弃了由于数据存储空间较小需要经常性将采集板打捞出来读取处理的方式，极大的降低了打捞成本。

附图说明

图1为本实用新型海洋数据采集存储板的原理框图；

图2为图1的俯视图的电路原理图；

图3为adc芯片的时序图；

图4为rtc电路单元的电路原理图；

图5为sd卡的控制原理图；

图6为电源拓扑结构图。

图中：多路pga增益控制电路100，adc电路单元200，中央处理单元300，sd卡400，外部信号采集接口500，低通滤波电路600，rtc电路单元700，gps电路单元800。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种海洋数据采集存储板，包括：多路pga增益控制电路100，所述多路pga增益控制电路100用于将前端各类数据传感器采集的信号控制放大，根据输入信号幅度来设置增益值，使其达到adc输入的信号最优值；adc电路单元200，所述adc电路单元200用于将前端采集的海洋数据进行数模装换以供中央处理单元300处理、分析；中央处理单元300，所述中央处理单元300用于采集存储板各模块电路的控制以及数据处理、分析；若干sd卡400，所述sd卡400用于存储经过中央处理单元300处理、分析后的各类海洋数据，所述若干sd卡400可采用分时复用的方式存储数据；

外部信号采集接口500，用于实现pc机来获取sd卡400采集数据。所述若干sd卡400包括两张，所述sd卡400均为512g的tf卡，可存储1tb的采集数据，两张tf卡采用分时复用技术，中央处理单元300检测到sd卡存储满后自动切换到另外一张卡。如图2所示，所述pga增益控制电路100采用程控增益放大芯片ltc6911-2，是一款两通道3bit数字增益控制器，支持单电源3v、5v和±5v三种供电方式。本实施例中两通道分别用作差分信号的正负两路信号，由于采用单电源5v的供电方式，输入端2.5v偏置电压可由外部5v电源分压提供。如图3所示，所述多路pga增益控制电路100与adc电路单元200之间设置有低通滤波电路600，所述低通滤波电路600用于信号进入adc电路单元200前抗混叠，滤除高于1/2采样频率的高频成份。所述adc电路单元200采用ads1274芯片，所述adc电路单元200与中央处理单元300之间的接口采用spi接口，如图所示，其中drdy由adc电路单元200输出，连接到中央处理单元300的外部中断引脚，触发spi传输，所述ads1274芯片工作于high-speed模式，最高采样率可达144ksps，ads1274在high-speed模式下为256倍过采样，要求采样率为75ksps，计算可得adc的时钟频率为：75khz*256＝19.2mhz。

如图4所示，所述中央处理单元300还连接有rtc电路单元700以及gps电路单元800，所述rtc电路单元700通过i2c接口连接到中央处理单元300，rtc电路单元700采用pcf2129at，该芯片内置±3ppm高精度振荡源，理论上一年最大偏差1.58分钟，可为系统提供精确的时间，rtc电路单元700备用电源采用微型可充电电池，所述gps电路单元800用于采集存储板的定位。

如图5所示，所述两张sd卡400，通过三态总线开关连接到中央处理单元300的sdio总线上，实现两张sd卡400分时存储操作，每张sd卡400设计可关断电源，系统工作时可关闭当前不需要访问的sd卡400，以节省功耗。

所述外部信号采集接口包括rs232串口以及usb接口。

如图6所示，为电源拓扑结构，本采集存储板的电源单元为外部供电电源为24v通过电源拓扑结构中的dcdc、ldo芯片转换出所需要的电压，其中5v电源主要用于adc芯片的模拟电源，1.8v主要用于adc芯片的数字电源，2.5v主要用于adc芯片的参考电源，3.3v电源分别用于mcu和adc芯片io电源以及rtc芯片、rs232串口转换芯片等。

综合本实用新型的可知，本实用新型的海洋数据采集存储板，通过在存储板上设置若干sd卡存储器，可以满足长时间数据的存储，另外，读取时可以直接通过外部信号采集接口读取，也可以拔下sd卡，通过读卡器等设备读取，方便快捷，由于，sd卡的数量以及存储空间可以根据数据采集的时间来设计，摒弃了由于数据存储空间较小需要经常性将采集板打捞出来读取处理的方式，极大的降低了打捞成本。