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深海装备回收搜索无线信标装置   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2013-02-20
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2013-07-17
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2015-04-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2033-02-20
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201310054285.2 申请日 2013-02-20
公开/公告号 CN103149573B 公开/公告日 2015-04-22
授权日 2015-04-22 预估到期日 2033-02-20
申请年 2013年 公开/公告年 2015年
缴费截止日
分类号 G01S19/14 主分类号 G01S19/14
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 1
引用专利数量 4 被引证专利数量 0
非专利引证 1、王宗 等.基于STM32的海洋浮标无线通信网络设计.《电子技术应用》.2011,第37卷(第7期),;
引用专利 CN203069786U、CN201986153U、US8179299B1、KR1020100036161A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 蔡文郁、衡靓靓、周光辉、郑杰钰 第一发明人 蔡文郁
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州求是专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杜军
摘要
本发明涉及一种深海装备回收搜索无线信标装置。本发明的电源模块电路可从外部电池组转换成三路不同的电压。GPS模块电路主要包含GPS芯片IC4、第三二极管D3、PMOS管。铱星模块电路主要包含铱星模块IC5、发光二极管D4、SMA天线座J1。超亮LED模块电路主要包含电解电容C21、电阻R9和R10、NPN三极管以及超亮LED灯珠构成。主控模块电路主要包含主控芯片IC7、晶振Y1。本发明可以通过铱星通信向船舶发送自身的位置信息,而且配备了超亮LED指示灯,在距离比较近时或者光线比较黑暗时,提供明显的指示信号。
  • 摘要附图
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图1
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图2
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图3
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图4
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图5
    深海装备回收搜索无线信标装置
  • 说明书附图:图6
    深海装备回收搜索无线信标装置
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2015-04-22 授权
2 2013-07-17 实质审查的生效 IPC(主分类): G01S 19/14 专利申请号: 201310054285.2 申请日: 2013.02.20
3 2013-06-12 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.深海装备回收搜索无线信标装置,包括电源模块电路、GPS模块电路、铱星模块电路、超亮LED模块电路和主控模块电路,其特征在于:
电源模块电路将外部电池组转换成三路不同的电压:3.0V、5.0V和12V;
第一电源转换芯片IC1、2个钽电容C1和C3、1个瓷片电容C2、1个电阻R1、1个发光二极管D1构成3.0V电源输出电路;第一电源转换芯片IC1的1号管脚与钽电容C1正极相连,并作为输入端,与电池组正极相连;第一电源转换芯片IC1的3号管脚作为使能端与第一电源转换芯片IC1的1号管脚相连;第一电源转换芯片IC1的5号管脚为3.0V电压输出端,与钽电容C3的正极、电阻R1的一端相连;电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,第一电源转换芯片IC1的4号管脚与瓷片电容C2的一端相连;钽电容C1和C3的负极、第一电源转换芯片IC1的2号管脚和瓷片电容C2的另一端、发光二极管D1的阴极接地;
第二电源转换芯片IC2、2个钽电容C4和C8、3个瓷片电容C5、C6和C7、3个电阻R2、R3和R4、第一电感L1以及二极管D2构成12V电源输出电路;第二电源转换芯片IC2的6号管脚与钽电容C4的正极、瓷片电容C5的一端、第一电感L1的一端相连,并作为输入端,与电池组的正极相连;第二电源转换芯片IC2的3号和7号管脚与6号管脚相连,第二电源转换芯片IC2的5号管脚与第一电感L1的另一端,二极管D2的阳极相连;第二电源转换芯片IC2的2号管脚作为输出反馈的输入端,与电阻R3和R4的一端相连;第二电源转换芯片IC2的1号管脚与电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端与瓷片电容C7的一端相连;第二电源转换芯片IC2的8号管脚与瓷片电容C6的一端相连;二极管D2的阴极与电阻R3的另一端,钽电容C8的正极相连,并引出作为12V电源输出端;钽电容C4和C8的负极、瓷片电容C5、C6和C7的另一端、第二电源转换芯片IC2的4号管脚、电阻R4的另一端接地;
第三电源转换芯片IC3、第二电感L2、2个钽电容C9、C10构成5.0V电源输出电路;第三电源转换芯片IC3的5号管脚与钽电容C9的正极相连,并作为输入端,与电池组的正极相连;第三电源转换芯片IC3的6号、7号、8号管脚与5号管脚相连;第三电源转换芯片IC3的4号管脚与第二电感L2的一端相连;第三电源转换芯片IC3的2号管脚与第二电感L2的另一端相连,作为输出端;第三电源转换芯片IC3的1号管脚与钽电容C10的正极相连;
第三电源转换芯片IC3的10号管脚与1号管脚相连;钽电容C9和C10的负极、第三电源转换芯片IC3的9号和3号管脚接地;
GPS模块电路包含GPS芯片IC4、2个电阻R5和R6、第三电感L3、二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1;GPS芯片IC4的22号管脚与二极管D3的阴极相连;二极管D3的阳极与电阻R5的一端相连;GPS芯片IC4的11号管脚为GPS天线信号输出端,与第三电感L3的一端相连;GPS芯片IC4的9号管脚与电阻R6的一端相连;电阻R6的另一端与第三电感L3的另一端相连;GPS芯片IC4的8号管脚与9号管脚相连;PMOS管Q1的源极与GPS芯片IC4的23号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的一端相连;电阻R5的另一端、PMOS管Q1的漏极与电源模块电路中输出的3.0V端相连;GPS芯片IC4的
7号、10号、12号、13号、24号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的另一端接地,GPS芯片IC4的1号、2号、3号、4号、5号、6号、14号、15号、16号、17号、18号、19号管脚悬空;
GPS芯片IC4的21号管脚与主控芯片IC7的30号管脚相连,GPS芯片IC4的20号管脚与主控芯片IC7的31号管脚相连,GPS模块电路中的PMOS管Q1的栅极与主控芯片IC7的32号管脚相连;
铱星模块电路由铱星模块IC5、2个电阻R7和R8、发光二极管D4、SMA天线座J1、4个瓷片电容C16、C17、C19、C20和1个超级电容C18构成;铱星模块IC5的1号和2号管脚作为电源输入端,与电源模块电路中5.0V电源输出端相连;铱星模块IC5的19号管脚与电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端与主控芯片IC7的15号管脚相连;铱星模块IC5的20号管脚与电阻R8的一端相连;铱星模块IC5的21号管脚与SMA天线座J1的1号管脚相连;
电阻R8的另一端与发光二极管D4的阳极相连;瓷片电容C16、C17、C19、C20的一端、超级电容C18的正极与电源模块电路中5.0V电源输出端相连;铱星模块IC5的3号、4号、8号、
15号、18号管脚、发光二极管D4的阴极、SMA天线座J1的2号、3号、4号、5号管脚、瓷片电容C16、C17、C19、C20的另一端、超级电容C18的负极接地,铱星模块IC5的9号、10号、12号、14号、16号、17号管脚悬空;铱星模块IC5的11号管脚与主控芯片IC7的10号管脚相连,铱星模块IC5的13号管脚与主控芯片IC7的11号管脚相连,铱星模块IC5的7号管脚与主控芯片IC7的12号管脚相连,铱星模块IC5的6号管脚与主控芯片IC7的13号管脚相连,铱星模块IC5的5号管脚与主控芯片IC7的14号管脚相连;
超亮LED模块电路由电解电容C21、2个电阻R9和R10、NPN三极管Q2以及超亮LED灯珠IC6构成;电解电容C21的正极、超亮LED灯珠IC6的1号管脚与电源模块电路中12V电源输出相连;超亮LED灯珠IC6的2号管脚与电阻R10的一端相连;电阻R10的另一端与NPN三极管Q2的3号管脚相连;NPN三极管Q2的2号管脚与电阻R9的一端相连,电阻R9的另一端与主控芯片IC7的29号管脚相连;电解电容C21的负极、NPN三极管Q2的1号管脚接地;
主控模块电路由主控芯片IC7、晶振Y1、6个瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27和仿真接口J2构成;主控芯片IC7的9号、24号、36号、48号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连;主控芯片IC7的5号管脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C22一端相连,主控芯片IC7的6号管脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C23的一端相连;瓷片电容C24、C25、C26、C27的一端、仿真接口J2的3号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连;瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27的另一端、主控芯片IC7的8号、20号、23号、35号、44号、47号管脚、仿真接口J2的4号管脚接地;主控芯片IC7的10号管脚与铱星模块IC5的11号管脚相连;主控芯片IC7的11号管脚与铱星模块IC5的13号管脚相连;主控芯片IC7的12号管脚与铱星模块IC5的7号管脚相连;主控芯片IC7的13号管脚与铱星模块IC5的6号管脚相连;主控芯片IC7的14号管脚与铱星模块IC5的5号管脚相连;主控芯片IC7的30号管脚与GPS芯片IC4的21号管脚相连;主控芯片IC7的31号管脚与GPS芯片IC4的20号管脚相连;主控芯片IC7的32号管脚与GPS模块电路中的PMOS管Q1的栅极相连;主控芯片IC7的34号管脚与仿真接口J2的2号管脚相连;主控芯片IC7的29号管脚与超亮LED模块电路中电阻R9的另一端相连,主控芯片IC7的15号管脚与铱星模块电路中电阻R7的另一端相连;
主控芯片IC7的37号管脚与仿真接口J2的1号管脚相连;主控芯片IC7的1号、2号、
3号、4号、7号、16号、17号、18号、19号、21号、22号、25号、26号、27号、28号、33号、38号、39号、40号、41号、42号、43号、45号、46号管脚悬空;
第一电源转换芯片IC1采用SP6205-3.0,第二电源转换芯片IC2采用TI公司的TPS61085,第三电源转换芯片IC3采用TI公司的TPS63002,GPS芯片IC4采用Ublox公司的NEO-6M模块,铱星模块IC5采用铱星公司的SBD9602模块,超亮LED灯珠IC6采用MRUIZM公司的MR-G4GDGL05-3W,主控芯片IC7采用ST公司的STM32F101CBT6单片机。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于深海装备回收技术领域,具体涉及一种基于铱星通信、GPS定位、超亮LED等技术的卫星信标机设备。

背景技术

[0002] 海洋开发,需要获取大范围的精确海洋环境数据。在观测海洋环境的设备中,无论是浮标还是潜标,作为一种自容式、长期、连续、无人值守的观测系统,备受海洋科技工作者的青睐。由于系统布放于水下,而且往往都集成了多台珍贵的测量仪器,可靠回收便成为系统布放时必须考虑的前提问题。很久以来,各国研究人员在水下目标的定位方面,做出了大量的研究工作,并相继研究和开发了基于水声定位技术的长基线定位系统,短基线定位系统以及超基线定位系统等水下定位技术。尽管这些定位方法在海洋工作中发挥了重要作用,但所需设备极其复杂、布设困难、耗资巨大,难以应用于海洋调查中,因此现阶段的潜标回收,基本上是依赖投放时船舶GPS定位来确定潜标的具体方位。然而,由于船舶拖网作业,海洋风暴,洋流等因素的影响,潜标等深海设备的位置有可能发生很大的变化,给潜标的搜寻工作带来了很大的困难,甚至直接导致回收失败、系统丢失,造成巨大的经济损失。
[0003] 本发明提出了一种基于铱星通信和GPS定位的无线信标机,当潜标等深海设备回收上浮至水面时,可以通过铱星通信向船舶发送自身的位置信息,保证潜标等深海设备的可靠回收,为海洋调查的实施提供了技术保障。发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于铱星通信、GPS定位、超亮LED技术的深海装备回收无线信标,当潜标等深海设备上浮至水面时,可以通过铱星通信向船舶发送自身的位置信息,大大提高深海装备回收效率,降低设备丢失所造成的巨额损失。
[0005] 本发明主要包括电源模块电路、GPS模块电路、铱星模块电路、超亮LED模块电路、主控模块电路。
[0006] 电源模块电路可从外部电池组转换成三路不同的电压:3.0V、5.0V和12V。
[0007] 第一电源转换芯片IC1、2个钽电容C1和C3、1个瓷片电容C2、1个电阻R1、1个发光二极管D1构成3.0V电源输出电路。第一电源转换芯片IC1的1号管脚与钽电容C1正极相连,并作为输入端,与电池组正极相连。第一电源转换芯片IC1的3号管脚作为使能端与第一电源转换芯片IC1的1号管脚相连。第一电源转换芯片IC1的5号管脚为3.0V电压输出端,与钽电容C3的正极、电阻R1的一端相连。电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,第一电源转换芯片IC1的4号管脚与瓷片电容C2的一端相连。钽电容C1和C3的负极、第一电源转换芯片IC1的2号管脚和瓷片电容C2的另一端、发光二极管D1的阴极接地。
[0008] 第二电源转换芯片IC2、2个钽电容C4和C8、3个瓷片电容C5、C6和C7、3个电阻R2、R3和R4、第一电感L1以及第二二极管D2构成12V电源输出电路。第二电源转换芯片IC2的6号管脚与钽电容C4的正极、瓷片电容C5的一端、第一电感L1的一端相连,并作为输入端,与电池组的正极相相连。第二电源转换芯片IC2的3号和7号管脚与6号管脚相连,第二电源转换芯片IC2的5号管脚与第一电感L1的另一端,二极管D4的阳极相连。第二电源转换芯片IC2的2号管脚作为输出反馈的输入端,与电阻R3和R4的一端相连。第二电源转换芯片IC2的1号管脚与电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端与瓷片电容C7的一端相连。第二电源转换芯片IC2的8号管脚与瓷片电容C6的一端相连。第二二极管D2的阴极与电阻R3的另一端,钽电容C8的正极相连,并引出作为12V电源输出端。钽电容C4和C8的负极、瓷片电容C5、C6和C7的另一端、第二电源转换芯片IC2的4号管脚、电阻R4的另一端接地。
[0009] 第三电源转换芯片IC3、第二电感L2、2个钽电容C9、C10构成5.0V电源输出电路。第三电源转换芯片IC3的5号管脚与钽电容C9的正极相连,并作为输入端,与电池组的正极相连。第三电源转换芯片IC3的6号、7号、8号管脚与5号管脚相连。第三电源转换芯片IC3的4号管脚与第二电感L2的一端相连。第三电源转换芯片IC3的2号管脚与第二电感L2的另一端相连,作为输出端。第三电源转换芯片IC3的1号管脚与钽电容C10的正极相连。第三电源转换芯片IC3的10号管脚与1号管脚相连。钽电容C9和C10的负极、第三电源转换芯片IC3的9号和3号管脚接地。
[0010] GPS模块电路主要包含GPS芯片IC4、2个电阻R5和R6、第三电感L3、第三二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1。GPS芯片IC4的22号管脚与第三二极管D3的阴极相连。第三二极管D3的阳极与电阻R5的一端相连。GPS芯片IC4的11号管脚为GPS天线信号输出端,与第三电感L3的一端相连。GPS芯片IC4的9号管脚与电阻R6的一端相连。电阻R6的另一端与第三电感L3的另一端相连。GPS芯片IC4的8号管脚与9号管脚相连。PMOS管Q1的3号管脚与GPS芯片IC4的23号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的一端相连。电阻R5的另一端、PMOS管Q1的2号管脚与电源模块电路中输出的3.0V端相连。GPS芯片IC4的7号、10号、12号、13号、24号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的另一端接地,GPS芯片IC4的1号、2号、3号、4号、5号、6号、14号、15号、16号、17号、18号、19号管脚悬空。GPS芯片IC4的21号管脚与主控芯片IC7的30号管脚相连,GPS芯片IC4的20号管脚与主控芯片IC7的31号管脚相连,GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚与主控芯片IC7的32号管脚相连。
[0011] 铱星模块电路由铱星模块IC5、2个电阻R7和R8、发光二极管D4、SMA天线座J1、4个瓷片电容C16、C17、C19、C20和1个超级电容C18构成。铱星模块IC5的1号和2号管脚作为电源输入端,与电源模块电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的19号管脚与电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端与主控芯片IC7的15号管脚相连。铱星模块IC5的20号管脚与电阻R8的一端相连。铱星模块IC5的21号管脚与SMA天线座的1号管脚相连。电阻R8的另一端与发光二极管D4的阳极相连。瓷片电容C16、C17、C19、C20的一端、超级电容C18的正极与电源模块电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的3号、
4号、8号、15号、18号管脚、发光二极管D4的阴极、SMA天线座J1的2号、3号、4号、5号管脚、瓷片电容C16、C17、C19、C20的另一端、超级电容C18的负极接地,铱星模块IC5的9号、
10号、12号、14号、16号、17号管脚悬空。铱星模块IC5的11号管脚与主控芯片IC7的10号管脚相连,铱星模块IC5的13号管脚与主控芯片IC7的11号管脚相连,铱星模块IC5的
7号管脚与主控芯片IC7的12号管脚相连,铱星模块IC5的6号管脚与主控芯片IC7的13号管脚相连,铱星模块IC5的5号管脚与主控芯片IC7的14号管脚相连。
[0012] 超亮LED模块电路由电解电容C21、2个电阻R9和R10、NPN三极管Q2以及超亮LED灯珠IC6构成。电解电容C21的正极、超亮LED灯珠IC6的1号管脚与电源模块电路中12V电源输出相连。超亮LED灯珠IC6的2号管脚与电阻R10的一端相连。电阻R10的另一端与NPN三极管Q2的3号管脚相连。NPN三极管Q2的2号管脚与电阻R9的一端相连,电阻R9的另一端与主控芯片IC7的29号管脚相连。电解电容C21的负极、NPN三极管Q2的1号管脚接地。
[0013] 主控模块电路由主控芯片IC7、晶振Y1、6个瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27和仿真接口J2构成。主控芯片IC7的9号、24号、36号、48号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连。主控芯片IC7的5号管脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C22一端相连,主控芯片IC7的6号管脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C23的一端相连。瓷片电容C24、C25、C26、C27的一端、仿真接口J2的3号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连。瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27的另一端、主控芯片IC7的8号、20号、23号、35号、44号、47号管脚、仿真接口J2的4号管脚接地。主控芯片IC7的10号管脚与铱星模块IC5的11号管脚相连。主控芯片IC7的11号管脚与铱星模块IC5的13号管脚相连。主控芯片IC7的12号管脚与铱星模块IC5的7号管脚相连。主控芯片IC7的13号管脚与铱星模块IC5的6号管脚相连。主控芯片IC7的14号管脚与铱星模块IC5的5号管脚相连。主控芯片IC7的30号管脚与GPS芯片IC4的21号管脚相连。主控芯片IC7的31号管脚与GPS芯片IC4的20号管脚相连。主控芯片IC7的32号管脚与GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚相连。主控芯片IC7的34号管脚与仿真接口J2的2号管脚相连。主控芯片IC7的
29号管脚与超亮LED模块电路中电阻R9的另一端相连,主控芯片IC7的15号管脚与铱星模块电路中电阻R7的另一端相连。
[0014] 主控芯片IC7的37号管脚与仿真接口J2的1号管脚相连。主控芯片IC7的1号、2号、3号、4号、7号、16号、17号、18号、19号、21号、22号、25号、26号、27号、28号、33号、
38号、39号、40号、41号、42号、43号、45号、46号管脚悬空。
[0015] 本发明中的第一电源转换芯片IC1、第二电源转换芯片IC2、第三电源转换芯片IC3、GPS芯片IC4、铱星模块IC5、超亮LED灯珠IC6和主控芯片IC7均采用成熟产品。第一电源转换芯片IC1采用SP6205-3.0,第二电源转换芯片IC2采用TI公司的TPS61085,第三电源转换芯片IC3采用TI公司的TPS63002,GPS芯片IC4采用Ublox公司的NEO-6M模块,铱星模块IC5采用铱星公司的SBD9602模块,超亮LED灯珠IC6采用MRUIZM公司的MR-G4GDGL05-3W,主控芯片IC7采用ST公司的STM32F101CBT6单片机。
[0016] 本发明采用覆盖全球的铱星通信和高精度GPS定位设计了一种深海装备回收搜索无线信标装置。当潜标等深海设备上浮至水面时,可以通过铱星通信向船舶发送自身的位置信息,而且配备了超亮LED指示灯,在距离比较近时或者光线比较黑暗时,提供明显的指示信号。

附图说明

[0017] 图1为本发明的整体电路示意图;
[0018] 图2为图1中的电源模块电路示意图;
[0019] 图3为图1中的GPS模块电路示意图;
[0020] 图4为图1中的铱星模块电路示意图;
[0021] 图5为图1中的超亮LED模块电路示意图;
[0022] 图6为图1中的主控模块电路示意图。具体实施方式:
[0023] 如图1所示,本发明包括电源模块电路1、GPS模块电路2、铱星模块电路3、超亮LED模块电路4,主控模块电路5。
[0024] 如图2所示,电源模块电路1提供3.0V、5.0V、12V电压,为系统中的不同功能模块提供不同的电压的电源。GPS模块电路2由电源模块电路1提供3.0V的电源,并将接收到的GPS数据通过串口传送给主控模块电路5。铱星模块电路3由电源模块电路1提供5.0V的电源,并通过串口与主控模块电路5交互数据。超亮LED模块电路4由电源模块电路1提供12V的电源,主控模块电路2通过NPN三极管Q2来控制LED的亮灭。主控模块电路5用于控制外围模块以及与其他模块之间通信,由电源模块电路1提供3.0V的电源。
[0025] 如图2所示,电源电路包括第一电源转换芯片IC1、第二电源转换芯片IC2、第三电源转换芯片IC3,发光二极管D1、第二二极管D2,第一电感L1、第二电感L2,电阻R1、R2、R3、R4,钽电容C1、C3、C4、C8、C9、C10,瓷片电容C2、C5、C6、C7。第一电源转换芯片IC1采用SP6205-3.0,第二电源转换芯片IC2采用TI公司的TPS61085,第三电源转换芯片IC3采用TI公司的TPS63002,电阻R1的阻值为510Ω、R2的阻值为47kΩ、R3的阻值为200kΩ、R4的阻值为22kΩ,钽电容C1的值为10uF、钽电容C2的值为10nF、钽电容C3的值为10uF、钽电容C4的值为10uF,钽电容C8的值为100uF、钽电容C9的值为10uF、钽电容C10的值为10uF,瓷片电容C5的值为1uF、瓷片电容C6的值为100nF、瓷片电容C7的值为1.1uF,第一电感L1的值为3.3uH、第二电感L2的值为2.2uH。
[0026] 电源模块电路有三部分组成,分别提供不同的电压:3.0V、5.0V以及12V。第一电源转换芯片IC1的1号管脚与钽电容C1正极相连,并作为输入端,与电池组正极相连。第一电源转换芯片IC1的3号管脚作为使能端与第一电源转换芯片IC1的1号管脚相连。第一电源转换芯片IC1的5号管脚为3.0V电压输出端,与钽电容C3的正极、电阻R1的一端相连。电阻R1的另一端与发光二极管D1的阳极相连,第一电源转换芯片IC1的4号管脚与瓷片电容C2的一端相连。钽电容C1和C3的负极、第一电源转换芯片IC1的2号管脚和瓷片电容C2的另一端、发光二极管D1的阴极接地。第二电源转换芯片IC2的6号管脚与钽电容C4的正极、瓷片电容C5的一端、第一电感L1的一端相连,并作为输入端,与电池组的正极相相连。第二电源转换芯片IC2的3号和7号管脚与6号管脚相连,第二电源转换芯片IC2的5号管脚与第一电感L1的另一端,二极管D4的阳极相连。第二电源转换芯片IC2的2号管脚与电阻R3和R4的一端相连。第二电源转换芯片IC2的1号管脚与电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端与瓷片电容C7的一端相连。第二电源转换芯片IC2的8号管脚与瓷片电容C6的一端相连。第二二极管D2的阴极与电阻R3的另一端,钽电容C8的正极相连,并引出作为12V电源输出端。钽电容C4和C8的负极、瓷片电容C5、C6和C7的另一端、第二电源转换芯片IC2的4号管脚、电阻R4的另一端接地。第三电源转换芯片IC3的5号管脚与钽电容C9的正极相连,并作为输入端,与外接电池组的正极相连。第三电源转换芯片IC3的6号、7号、8号管脚与5号管脚相连。第三电源转换芯片IC3的4号管脚与第二电感L2的一端相连。第三电源转换芯片IC3的2号管脚与第二电感L2的另一端相连,并引出作为整个电源模块电路的+5V的输出端。第三电源转换芯片IC3的1号管脚作为输出端,与钽电容C10的正极相连。第三电源转换芯片IC3的10号管脚与1号管脚相连。钽电容C9和C10的负极、第三电源转换芯片IC3的9号和3号管脚接地。
[0027] 如图3所示,GPS模块电路包括GPS芯片IC4、2个电阻R5和R6、第三电感L3、第三二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1构成。GPS芯片IC4采用Ublox公司的NEO-6M模块。PMOS管Q1的型号为Si2301,电阻R5的阻值为510Ω、R6的阻值为10Ω,瓷片电容C11的值为100nF、瓷片电容C12的值为100nF、瓷片电容C13的值为100nF、瓷片电容C14的值为100nF、瓷片电容C15的值为100nF、第三电感L3的值为27nH。
[0028] GPS模块电路由GPS芯片IC4、两个电阻R5和R6、第三电感L3、第三二极管D3、5个瓷片电容C11、C12、C13、C14和C15、PMOS管Q1构成。GPS芯片IC4的22号管脚与第三二极管D3的阴极相连。第三二极管D3的阳极与电阻R5的一端相连。GPS芯片IC4的11号管脚为GPS天线信号输出端,与第三电感L3的一端相连。GPS芯片IC4的9号管脚与电阻R6的一端相连。电阻R6的另一端与第三电感L3的另一端相连。GPS芯片IC4的8号管脚与9号管脚相连。PMOS管的3号管脚与GPS芯片IC4的23号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的一端相连。电阻R5的另一端、PMOS管Q1的2号管脚与电源模块电路中输出的3.0V端相连。GPS芯片IC4的7号、10号、12号、13号、24号管脚、瓷片电容C11、C12、C13、C14、C15的另一端接地,GPS芯片IC4的1号、2号、3号、4号、5号、6号、14号、15号、16号、17号、18号、19号管脚悬空。GPS芯片IC4的21号管脚与主控芯片IC7的30号管脚相连,GPS芯片IC4的20号管脚与主控芯片IC7的31号管脚相连,GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚与主控芯片IC7的32号管脚相连。
[0029] 如图4所示,铱星模块电路由铱星模块IC5、2个电阻R7和R8、发光二极管D4、SMA天线座J1、4个瓷片电容C16、C17、C19、C20和1个超级电容C18构成。铱星模块IC5采用铱星公司的SBD9602模块,电阻R7的阻值为0Ω、电阻R8的阻值为510Ω,瓷片电容C16的值为100nF、瓷片电容C17的值为100nF、瓷片电容C19的值为100nF、瓷片电容C20的值为100nF、超级电容C18的值为3.0F。
[0030] 铱星模块IC5的1号和2号管脚作为电源输入端,与电源电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的19号管脚与电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端与主控芯片IC7的15号管脚相连。铱星模块IC5的20号管脚与电阻R8的一端相连。铱星模块IC5的21号管脚与SMA天线座的1号管脚相连。电阻R8的另一端与发光二极管D4的阳极相连。瓷片电容C16、C17、C19、C20的一端、超级电容C18的正极与电源模块电路中5.0V电源输出端相连。铱星模块IC5的3号、4号、8号、15号、18号管脚、发光二极管D4的阴极、SMA天线座J1的2号、3号、4号、5号管脚、瓷片电容C16、C17、C19、C20的另一端、超级电容C18的负极接地,铱星模块IC5的9号、10号、12号、14号、16号、17号管脚悬空。
[0031] 如图5所示,超亮LED模块电路由电解电容C21、两个电阻R9和R10、NPN三极管Q2以及超亮LED灯珠IC6构成。其中,超亮LED灯珠IC6采用MRUIZM公司的MR-G4GDGL05-3W,NPN三极管Q2的型号为S9013,电阻R9的阻值为100Ω、电阻R10的阻值为0Ω、电解电容C21的值为10mF。
[0032] 电解电容C21的正极、超亮LED灯珠IC6的1号管脚与电源模块电路中12V电源输出相连。超亮LED灯珠IC6的2号管脚与电阻R10的一端相连。电阻R10的另一端与NPN三极管Q2的3号管脚相连。NPN三极管Q2的2号管脚与电阻R9的一端相连。电阻R9的另一端与主控芯片IC7的29号管脚相连。电解电容C21的负极、NPN三极管Q2的1号管脚接地。
[0033] 如图6所示,主控模块电路由主控芯片IC7、晶振Y1、6个瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26和C27、仿真接口J2构成。主控芯片IC7采用ST公司的STM32F101CBT6单片机,瓷片电容C22的值为30pF、瓷片电容C23的值为30pF、瓷片电容C24的值为100nF、瓷片电容C25的值为100nF、瓷片电容C26的值为100nF、瓷片电容C27的值为100nF。
[0034] 主控芯片IC7的9号、24号、36号、48号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出端相连。主控芯片IC7的5号管脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C22一端相连,主控芯片IC7的6号管脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C23的一端相连。瓷片电容C24、C25、C26、C27的一端、仿真接口J2的3号管脚与电源模块电路中3.0V电源输出相连。瓷片电容C22、C23、C24、C25、C26、C27的另一端、主控芯片IC7的8号、20号、23号、35号、44号、47号管脚、仿真接口J2的4号管脚接地。主控芯片IC7的10号管脚与铱星模块IC5的11号管脚相连。主控芯片IC7的11号管脚与铱星模块IC5的13号管脚相连。主控芯片IC7的12号管脚与铱星模块IC5的7号管脚相连。主控芯片IC7的13号管脚与铱星模块IC5的6号管脚相连。主控芯片IC7的14号管脚与铱星模块IC5的5号管脚相连。主控芯片IC7的30号管脚与GPS芯片IC4的21号管脚相连。主控芯片IC7的31号管脚与GPS芯片IC4的20号管脚相连。主控芯片IC7的32号管脚与GPS模块电路中的PMOS管Q1的1号管脚相连。
主控芯片IC7的34号管脚与仿真接口J2的2号管脚相连。主控芯片IC7的37号管脚与仿真接口J2的1号管脚相连,主控芯片IC7的1号、2号、3号、4号、7号、16号、17号、18号、
19号、21号、22号、25号、26号、27号、28号、33号、38号、39号、40号、41号、42号、43号、
45号、46号管脚悬空。
[0035] 本发明可搭载在任何一个需要回收的深海设备上,无需额外的供电电源,作为一个独立的模块与需要回收设备绑定即可,最大工作深度可达4000米。本发明的设备在海面上工作时,最长工作时间可达20天。GPS定位数据可以保证设备无论在何时何地都能获取大致的位置数据,超亮LED灯珠提示可以辅助设备在近距离或能见度较低的环境下搜索。
[0036] 本发明的具体参数如下:
[0037] 最大工作深度:4000m;
[0038] 工作电压:3.3V——4.2V;
[0039] 电池容量:20Ah;
[0040] 工作时长:3年水下、20天水面工作、2000条铱星发送数据;
[0041] 工作温度:-30℃——+85℃。
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