用于海洋化學(xué)參數(shù)探測(cè)的多通道數(shù)據(jù)采集器的研發(fā).pdf

1、本文描述了一種能夠?qū)崟r(shí)原位監(jiān)測(cè)的水下多通道數(shù)據(jù)采集器的研發(fā)。該數(shù)據(jù)采集器能夠同時(shí)處理離子選擇性電極和電流型傳感器的信號(hào)，具有高輸入阻抗、在線通訊、低功耗、小型化和高可靠性的特點(diǎn)。它可以連接各種各樣的化學(xué)傳感器，包括pH電極、鈣離子電極、硫化氫傳感器等。該數(shù)據(jù)采集器由處理傳感器信號(hào)的前置放大電路、控制電路的微控制器、用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的Flash存儲(chǔ)器、RS-485通訊接口和電源模塊組成。本文對(duì)這些子模塊分別設(shè)計(jì)，然后集成為一整套系統(tǒng)。

2、　　本文采用德州儀器公司的MSP430F149作為數(shù)據(jù)采集器的微控制器。MSP430F149有豐富的片內(nèi)外設(shè)，還具有超低功耗、低供電電壓的特點(diǎn)，這些特性使得其適用于系統(tǒng)小型化和低功耗設(shè)計(jì)。根據(jù)計(jì)算，該數(shù)據(jù)采集器可在2Hz采樣頻率下連續(xù)運(yùn)行283天。離子選擇性電極信號(hào)采集通道采用了具有高輸入阻抗的運(yùn)算放大器進(jìn)行電壓跟隨，使得數(shù)據(jù)采集器能夠準(zhǔn)確地測(cè)量離子選擇性電極產(chǎn)生的信號(hào);電流型傳感器信號(hào)采集通道采用三電極放大系統(tǒng);溫度信號(hào)采集通道采用三

3、線制測(cè)溫電路，能夠消除接線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。電源管理模塊由一個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器和兩節(jié)鋰電池組成，存儲(chǔ)部分采用內(nèi)存為1GB的Flash存儲(chǔ)器，通訊部分采用RS-485協(xié)議。本文然后對(duì)系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行了數(shù)據(jù)格式定義、通訊協(xié)議的制定和狀態(tài)機(jī)設(shè)置等。
　　本文對(duì)數(shù)據(jù)采集器的采樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊功能進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)是對(duì)離子選擇性電極信號(hào)采集通道、電流型傳感器信號(hào)采集通道和溫度傳感器信號(hào)采集通道進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果都達(dá)