基于北斗通信与定位的深海回收信标系统研制课题答辩PPT课件

5V
VCC VCC VCC VCC VCC GND VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA VCCPA
1uF 22uF 22uF 22uF
R15 76.8K
R17 243K
5V电源电路
技术方案 l 锂电池充电及保护方案
USB_VCC
R6 330
GND VBAT+
CHRG CHRG PROG
R8 1.25K
GND
USB_VCC
GND
BAT VCC
LTC4054
C5
1uF
GND
P1
1 2
VBAT+
BAT BAT_GND
UART
SPI
STM32F1
处理器
IO
稳压变换
UART IO
Micro-USB 接口
18650电池2节并
5V
联供电
TF卡存储 2 LED
WiFi模块
电量检测
甲板接收机
技术方案 l 电源方案
VBattery D3
L4 2.2uF
R25 C26 100
10uF
C27 0.1uF
U5
4 L1
L2 2
5 8 6 7
国内基于卫星通信与定位技术的信标系统的核心技 术依赖于国外发达国家 l 技术垄断，使用资费高。 l 容易发生信息泄露事件，危及国家安全。
甲板系统
上位机
甲板接收机
系统方案 l 工作原理
北斗卫星
陆上接收单元 ④
⑤
③
⑥
①
②
北斗指挥机
北斗系统地面中心站
海洋
陆地
浏览器客户端
系统方案 l 水下信标系统
①天线盖
北斗天线 定位天线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ②主仓体
③信标机主板
信标电路主板
电池
④电池仓
仓，
信标
机的
供电
设备
⑤压力开关
机械结构，控 制电源开关
信标电路主板 通信模块
定位模块 MCU
用户配置
电源模块
系统方案 l 用户侧系统
用户侧系统
甲板接收单元
上位机
甲板接收机
陆上接收单元 北斗指挥机
海上 陆上
Web服务器 浏览器客户端
系统方案 l 技术指标
VIN VINA EN
VOUT 1 FB 10
PS/SYNC
3V
R24 1M C24 C25
9 GND PGND 3
10uF 10uF
TPS63000
R26 200K
3V电源电路
VBattery
R6
Q1
10K
Beidou_EN R9 27K
R16 10K
R8 4.7K
Q2
L3
1.8uH
SW
U3
9 VIN
11 SW
C10
C11
22uF 0.1uF
C13 2.2uF
2 VCC
BOOT 10
7 EN
VOUT 6
SW
C23 4.7nF
R12 127K R14 301K
8 ILIM
1 FSW
R19 4 COMP 17.4K
TPS61089
3 FB
5 GND
C12 0.1uF 5V
C14 C15 C16 C17
主要功能
● 系统提供Web端访问功能 ● 上位机支持水下信标机工作参数配置及甲板接收机文件导出、分析的功能 ● 水下信标机发送频度等工作参数可配置 ● 甲板接收机支持触摸操作，数据本地存储，电量监测、过冲过放保护及WiFi通信方式
技术指标
● 系统使用北斗系统通信、定位 ● 系统定位精度≤3m ● 耐压仓体要能够工作深度≥6000m ● 水下信标机持续工作时间≥7天，电池容量为14500mAh ● 甲板接收机持续工作时间≥20小时，电池容量为5200mAh
C39 0.1uF
R10 1K
4 G2
S2 3
5 D1/D2 D1/D2 2
6
1
G1
S1
8205A
USBDM USBDP
GND BAT_GND
充放电保护电路
技术方案 l 卫星通信电路
VPP GND
CLK IO
RESET VCC
SIM
C9 0.1uF
R1 R2 R3 5.1K 5.1K 5.1K
ESD1 ESD2 ESD3 ESD4
RD0538模块电路
L1
C5
C1
100pF
R5 51R R6 51R R7 51R B4 100M/600R
BD_TXD BD_RXD
C10
100pF L2
C11
Satellite_TX
5V
Satellite_RX
C36 C37
C38
100pF 100pF 100pF
C40 100pF
C41
C42
100pF 100pF
锂电池充电电路
3V
USB_VCC
Vbus DD+ NC
GND
R26 1.5K
R27 22 GND
R28 22
GND VBAT+
R11 100
C7 0.1uF
4 TD
5 VDD 6
GND
DW01 BAT_GND
OC 3 CSI 2 OD 1
3V
IO1 IO1 GND VCC IO2 IO2
USBLC6-2P6
课题背景 l 已有研究
研究机构及型号
实物图
加拿大Xeostech公 司XMi-7500
加拿大MetOcean 公司IR-7300
中北大学电子测试 技术重点实验室 Iridium9523信标
机
杭州电子科技大学 LED指示+铱星信
标机
指标
铱星9603收发器；6节AA电池、工作大于96天(间隔90 秒发送数据)、休眠电流500uA、平均传输电流 50mA(30秒)； 工作温度：-40至+60摄氏度，最大耐压7500m。 铱星9602收发器、GPS定位；6节C型碱性电池、工作大 于90天(间隔1小时发送数据)、水压开关、手动开关； 工作温度：-40至+85摄氏度，最大耐压7300m。
铱星9523收发器、GPS定位；其他参数不详
超亮LED光指示、铱星通讯、GPS定位；3W LED正常情 况3公里内可视；9602铱星收发器，可发送300次铱星数 据；工作温度：-40至+60摄氏度，最大耐压6000m
课题背景 l 存在问题
主流信标产品在用户侧的数据呈现系统不够完善 l 使用不够方便。 l 信息呈现方式不够友好。
技术方案 l 硬件框架
GPS/北斗 双星定位
传感器及配置接 口
UART
UART
STM32L1
UART 北斗RD0538
MOS
处理器
MOS
稳压变换
ER34615电池 组
水下信标机
3.3V 5V
3.3V 5V
GPS/北斗
UART
双星定位
MOS
北斗TM0510
UART
MOS
Debug
UART
USB
TFT液晶屏
基于北斗通信与定位的深海 回收信标系统研制
导 师：蔡文郁 副教授 答辩人：张鹏鹏
目录
l 课题背景 l 系统方案 l 技术方案 l 调试测试 l 总结展望
课题背景 l 研究背景
l在对海洋观测系统进行回收时发现系统最终位置相比投放位置常发生较大 变化，给设备回收造成一定困难。 l现有回收系统使用的定位及通信卫星都由外国控制。 l北斗通信与定位系统日益完善。