基于STM32的移动型深海浅钻监控系统设计

发布时间：2021-02-15 10:26

　　目前深海浅钻取样装置普遍存在搭载外设能力较弱、不能自主选择勘探站位等问题。因而在海底地形陡峭的情况下装置钻去不同海底岩心样品,需要发生多次移位,针对这些问题,我们设计了移动型深海浅钻。为了满足移动型深海浅钻设备的功能需求,本文设计了基于STM32移动型深海浅钻监控系统,该系统主要包括高压油源单元、海底视频信号传输单元、传感器信号采集单元、外设电源控制单元和驱动阀箱控制单元等,借助该系统可以实现甲板操作人员远程视频控制深海浅钻在手动或者自动模式下进行海底巡航,提供了详实的海底地形及作业画面资料参考,从而寻找最佳的设备勘探站位,可以保证移动浅钻设备准确选取勘探站位并顺利完成海底钻探作业。 

【文章来源】：信息技术与信息化. 2020,(04)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

系统框图

移动型深海浅钻设备需要配备温度、压力、深度及转速等多种型号的传感器来对设备控制模块的温度、油源主系统及部分主要执行机构的系统压力、工作海水深度和钻机的钻进速度进行信号采集，通过通讯单元实时向甲板操作上位机传输信号，用于监控系统实时掌握设备深海运行情况并指导甲板作业人员实施作业。传感器信号采集电路结构框图如图2所示。该电路的微控制器采用STM32F103C8T6[4-5]，控制器采用RS485总线组网的形式并通过通讯单元与甲板主控上位机进行通讯[6]。钻机搭载的传感器有电压输出和电流输出两种形式，为了减小电路占用的空间，故在一块电路板上集成两块分别用来采集电压和电流信号的STM32芯片，芯片之间通过通讯口实现两者的信息传递。此外两路漏水检测电路用于检测深海浅钻接口箱是否漏水并实时上传状态信息。2.2 外设电源控制单元硬件设计

移动型深海浅钻配备有多种型号电源为12V及24V的外部设备，单个设备要求电源独立，确保在外部设备出现故障时能够单独隔离且不影响其它设备的正常使用。外设电源电路结构框图如图3所示。该电路的微控制器同样采用STM-32F103C8T6芯片，通过RS485电平转换电路与通讯总线组网。4路24V及12V电源电路可给额定功率100W和60W以下的设备供电且各自具备过载保护功能。两路漏水检测电路为灯舱提供实时漏水检测。3 系统软件设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32单片机的实验开发板设计[J]. 史萍,佘艳.  电子世界. 2020(03)
[2]基于RS485总线的主从通信方法[J]. 白曦,王俊.  数字通信世界. 2020(02)
[3]STM32微控制器的可靠串口通信技术分析[J]. 赵同明.  中国新通信. 2017(14)
[4]深海浅钻在海洋区域地质调查中的应用[J]. 于彦江,胡波,姚永坚,田烈余,孙大伟.  海洋地质前沿. 2013(11)
[5]东海海底三柱状岩心重矿物分布研究[J]. 孟建国,金秉福,苗丽华,陈传华.  海洋地质动态. 2009(02)
[6]海底钻探设备“MeBo”:海底沉积物岩心的遥控回收[J].   海洋地质与第四纪地质. 2006(03)



本文编号：3034671