水下观测网络控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种水下观测网络控制电路，包括电源管理模块、微处理器电路模块、倾角传感器单元电路、模拟信号复用调理电路单元、SD卡存贮电路单元、UART接口电路单元和JLINK调试电路单元。电源管理模块包括5V电源转换电路、5V转±12V电源转换电路和3.3V电源转换电路。本实用新型专利技术设备通信扩展能力强，提供CMOS电平及RS232电平共5个UART串口，传输速度快，实时性强。不同节点之间通过ZigBee无线通信，网络容量大，可支持大范围水域的调查需求，设备功耗低，环境适应性强，设备处理速度快，功能强大。本实用新型专利技术采用高性能处理器，外扩多路AD、RS232串口、多路IO，支持高速大容量外设存贮。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线通信和嵌入式
，具体涉及一种水下观测网络控制电路。
技术介绍
占地球表面积70 %以上的海洋中，蕴藏着大量的生物资源和矿产资源，特别是在深海和远洋海域尚有诸多宝贵资源沉睡在人类的视野之外。特殊介质环境下基础技术手段不成熟，被视为导致海洋资源无法被大规模开发的关键因素。其中，对于水质信息、水文信息、水声信息等水下信息的监测技术乃是关系环境监测、自然灾害预测、海洋资源调查、水下作业乃至国家安全守卫的重要的通用基础技术。目前主流的海洋监测手段包括:1)卫星遥感；2)雷达监测；3)海洋调查船；4)固定式海洋监测站等方式。可以说对于海洋的监测在朝着“卫星-陆地-海面-水下”的立体化发展，而监测项目也朝着“多元化”发展。然而对于水下信息的监测力度还是远远不足的。尽管随着水下运载器技术、海底观测网技术的进步，各种类型的水下调查活动逐步增多，然而欲提高大范围的水下信息反馈的实时性还需要引入更多新兴的技术手段。
技术实现思路
本技术针对现有技术不足，提供了一种水下观测网络控制电路。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下:水下观测网络控制电路，包括电源管理模块、微处理器电路模块、倾角传感器单元电路、模拟信号复用调理电路单元、SD卡存贮电路单元、UART接口电路单元和JLINK调试电路单元。所述的电源管理模块包括5V电源转换电路、5V转±12V电源转换电路和3.3V电源转换电路。5V电源转换电路包括第一接插件P1、第一极性电容Cl、第二极性电容C2、第一二极管Dl、第一电压转换芯片Ul、第一发光二极管D2、第一电阻R1、第一电感LI。电压转换芯片Ul的I脚与第一接插件Pl的2脚、第一极性电容Cl的正极连接；电压转换芯片Ul的2脚与第一二极管Dl的阴极、第一电感LI的一端连接；电压转换芯片Ul的3脚、5脚与第一极性电容Cl的负极、第一接插件Pl的I脚连接并接地连接；电压转换芯片Ul的4脚与第一电感LI的另一端、第二极性电容C2的正极、第一发光二极管D2的正极连接并作为5V电压输出端；第一发光二极管D2的负极与第一电阻Rl的一端连接；第一电阻Rl的另一端、第二极性电容C2的负极、第一二极管Dl的正极均接地。第一电压转换芯片Ul的型号采用LM25768。3.3V电源转换电路包括第二电压转换芯片U2、第三极性电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电感L2。第二电压转换芯片U2的I脚与第三极性电容C3的负极、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端连接并接地；第二电压转换芯片U2的2脚与4脚、第三极性电容C3的正极、第四电容C4的另一端、第二电感L2的一端连接；第二电压转换芯片U2的3脚作为5V电压输出端；第二电感L2的另一端与第五电容C5的另一端连接并作为5V电压输出端。第二电压转换芯片U2的型号采用REG1117-3.3。5V转±12V电路包括第二i^一极性电容C21、第二十二极性电容C22、第二十三极性电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、电压转换模块U9。电压转换模块U9的I脚与第二i^一极性电容C21的正极连接并作为5V电压输出端；电压转换模块U9的2脚接地连接；电压转换模块U9的7脚与第二十二极性电容C22的正极、第二十四电容C24的一端连接并作为+12V电压的输出端；电压转换模块U9的9脚与第二十三极性电容C23的负极、第二十五电容C25的一端连接并作为-12V电压输出端；电压转换模块U9的10脚与第二十三极性电容C23的正极、第二十五电容C25的另一端连接并接地；第二i^一极性电容C21的负极、第二十二极性电容C22的负极、第二十四电容C24的另一端均接地。微处理器电路模块包括微处理器芯片U3，第四发光二极管D4，第五发光二极管D5，第六发光二极管D6，第七发光二级管D7，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第i^一电容C11，第十二电容C12，第十三电容C13，第十四电容C14，第十五电容C15，第十六电容C16，第十七电容C17，第十八电容C18，第十九电容C19，第二十电容C20，第四十二电容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二电阻R2，第三电阻R3，第i^一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，参考电源芯片U4。微处理器芯片U3的I脚与第四发光二极管D4的阴极连接；微处理器芯片U3的2脚与第五发光二极管D5的阴极连接；微处理器芯片U3的3脚与第六发光二极管D6的阴极连接；微处理器芯片U3的4脚与第七发光二级管D7的阴极连接；第四发光二极管D4的阳极与第五发光二 极管D5的阳极、第六发光二极管D6的阳极、第七发光二级管D7的阳极连接并作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的12脚与第一晶振Yl的2端和第六电容C6的一端连接；微处理器芯片U3的13脚与第一晶振H的I端和第七电容C7的一端连接；第六电容C6的另一端与第七电容C7的另一端连接并接地；微处理器芯片U3的14脚与第十电容ClO的一端和第^ 电阻RlI的一端连接；第十电容ClO的另一端接地；第H 电阻Rll的另一端作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的49脚与第八电容C8的一端连接；第八电容C8的另一端与第九电容C9的一端连接并接地；微处理器芯片U3的73脚与第九电容C9的另一端连接；微处理器芯片U3的94脚与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端接地；微处理器芯片U3的99脚与第三电阻R3的一端连接；第三电阻R3的另一端接地；微处理器芯片U3的74脚与27脚、10脚、20脚连接并接地；微处理器芯片U3的21脚与第十三电容C13的一端、第十二电阻R12的一端、参考电源芯片U4的阴极连接；第十二电阻R12的另一端作为3.3V电压输出端；第十三电容C13的另一端和参考电源芯片U4的阳极均接地;微处理器芯片U3的22脚与19脚、11脚、28脚、100脚、75脚、50脚连接并作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的6脚与第四十二电容C42的一端、Bat的I脚连接；Bat的2脚和第四十二电容C42的另一端接地；微处理器芯片U3的9脚与第二晶振Y2的I端、第十二电容C12的一端连接；微处理器芯片U3的8脚与第二晶振Y2的2端、第十一电容Cll的一端连接；第十一电容Cll的另一端和第十二电容C12的另一端均接地；第十四电容C14的一端与第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端、第十七电容C17的一端、第十八电容C18的一端、第十九电容C19的一端、第二十电容C20的一端连接并作为3.3V电压输出端；第十四电容C14的另一端与第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端、第二十电容C20的另一端连接并接地。参考电源芯片U4的型号为LM4040AM3-2.5 ;微处理器芯片U3的型号为STM32F207。倾角传感器单元电路包括倾角传感器U13，第二十七电容C27，第四十电容C40，第四i^一电容C41，第一运算放大器U11，第二运算放大器U12，第十七电阻R17，第十八电阻R18，第十九电阻R19，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
水下观测网络控制电路，包括电源管理模块、微处理器电路模块、倾角传感器单元电路、模拟信号复用调理电路单元、SD卡存贮电路单元、UART接口电路单元和JLINK调试电路单元，所述的电源管理模块包括5V电源转换电路，5V转±12V电源转换电路和3.3V电源转换电路；其特征在于：5V电源转换电路包括第一接插件P1、第一极性电容C1、第二极性电容C2、第一二极管D1、第一电压转换芯片U1、第一发光二极管D2、第一电阻R1、第一电感L1，电压转换芯片U1的1脚与第一接插件P1的2脚、第一极性电容C1的正极连接；电压转换芯片U1的2脚与第一二极管D1的阴极、第一电感L1的一端连接；电压转换芯片U1的3脚、5脚与第一极性电容C1的负极、第一接插件P1的1脚连接并接地连接；电压转换芯片U1的4脚与第一电感L1的另一端、第二极性电容C2的正极、第一发光二极管D2的正极连接并作为5V电压输出端；第一发光二极管D2的负极与第一电阻R1的一端连接；第一电阻R1的另一端、第二极性电容C2的负极、第一二极管D1的正极均接地，第一电压转换芯片U1的型号采用LM25768；3.3V电源转换电路包括第二电压转换芯片U2、第三极性电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电感L2，第二电压转换芯片U2的1脚与第三极性电容C3的负极、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端连接并接地；第二电压转换芯片U2的2脚与4脚、第三极性电容C3的正极、第四电容C4的另一端、第二电感L2的一端连接；第二电压转换芯片U2的3脚作为5V电压输出端；第二电感L2的另一端与第五电容C5的另一端连接并作为5V电压输出端，第二电压转换芯片U2的型号采用REG1117?3.3；5V转±12V电路包括第二十一极性电容C21、第二十二极性电容C22、第二十三极性电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、电压转换模块U9，电压转换模块U9的1脚与第二十一极性电容C21的正极连接并作为5V电压输出端；电压转换模块U9的2脚接地连接；电压转换模块U9的7脚与第二十二极性电容C22的正极、第二十四电容C24的一端连接并作为+12V电压的输出端；电压转换模块U9的9脚与第二十三极性电容C23的负极、第二十五电容C25的一端连接并作为?12V电压输出端；电压转换模块U9的10脚与第二十三极性电容C23的正极、第二十五电容C25的另一端连接并接地；第二十一极性电容C21的负极、第二十二极性电容C22的负极、第二十四电容C24的另一端均接地；微处理器电路模块包括微处理器芯片U3，第四发光二极管D4，第五发光二极管D5，第六发光二极管D6，第七发光二级管D7，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第十一电容C11，第十二电容C12，第十三电容C13，第十四电容C14，第十五电容C15，第十六电容C16，第十七电容C17，第十八电容C18，第十九电容C19，第二十电容C20，第四十二电容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二电阻R2，第三电阻R3，第十一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，参考电源芯片U4，微处理器芯片U3的1脚与第四发光二极管D4的阴极连接；微处理器芯片U3的2脚与第五发光二极管D5的阴极连接；微处理器芯片U3的3脚与第六发光二极管D6的阴极连接；微处理器芯片U3的4脚与第七发光二级管D7的阴极连接；第四发光二极管D4的阳极与第五发光二极管D5的阳极、第六发光二极管D6的阳极、第七发光二级管D7的阳极连接并作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的12脚与第一晶振Y1的2端和第六电容C6的一端连接；微处理器芯片U3的13脚与第一晶振Y1的1端和第七电容C7的一端连接；第六电容C6的另一端与第七电容C7的另一端连接并接地；微处理器芯片U3的14脚与第十电容C10的一端和第十一电阻R11的一端连接；第十电容C10的另一端接地；第十一电阻R11的另一端作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的49脚与第八电容C8的一端连接；第八电容C8的另一端与第九电容C9的一端连接并接地；微处理器芯片U3的73脚与第九电容C9的另一端连接；微处理器芯片U3的94脚与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端接地；微处理器芯片U3的99脚与第三电阻R3的一端连接；第三电阻R3的另一端接地；微处理器芯片U3的74脚与27脚、10脚、20脚连接并接地；微处理器芯片U3的21脚与第十三电容C13的一端、第十二电阻R12...

【技术特征摘要】
1.水下观测网络控制电路，包括电源管理模块、微处理器电路模块、倾角传感器单元电路、模拟信号复用调理电路单元、SD卡存贮电路单元、UART接口电路单元和JLINK调试电路单元，所述的电源管理模块包括5V电源转换电路，5V转±12V电源转换电路和3.3V电源转换电路； 其特征在于:5V电源转换电路包括第一接插件P1、第一极性电容Cl、第二极性电容C2、第一二极管D1、第一电压转换芯片U1、第一发光二极管D2、第一电阻R1、第一电感LI,电压转换芯片Ul的I脚与第一接插件Pl的2脚、第一极性电容Cl的正极连接；电压转换芯片Ul的2脚与第一二极管Dl的阴极、第一电感LI的一端连接；电压转换芯片Ul的3脚、5脚与第一极性电容Cl的负极、第一接插件Pl的I脚连接并接地连接；电压转换芯片Ul的4脚与第一电感LI的另一端、第二极性电容C2的正极、第一发光二极管D2的正极连接并作为5V电压输出端；第一发光二极管D2的负极与第一电阻Rl的一端连接；第一电阻Rl的另一端、第二极性电容C2的负极、第一二极管Dl的正极均接地，第一电压转换芯片Ul的型号采用 LM25768 ； .3.3V电源转换电路包括第二电压转换芯片U2、第三极性电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第二电感L2，第二电压转换芯片U2的I脚与第三极性电容C3的负极、第四电容C4的一端、第五电容C5的一端连接并接地；第二电压转换芯片U2的2脚与4脚、第三极性电容C3的正极、第四电容C4的另一端、第二电感L2的一端连接；第二电压转换芯片U2的3脚作为5V电压输出端；第二电感L2的另一端与第五电容C5的另一端连接并作为5V电压输出端，第二电压转换芯片U2的型号采用REGl117-3.3 ； 5V转±12V电路包括第二i^一极性电容C21、第二十二极性电容C22、第二十三极性电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、电压转换模块U9，电压转换模块U9的I脚与第二H^一极性电容C21的正极连接并作为5V电压输出端；电压转换模块U9的2脚接地连接；电压转换模块U9的7脚与第二十二极性电容C22的正极、第二十四电容C24的一端连接并作为+12V电压的输出端；电压转换模块U9的9脚与第二十三极性电容C23的负极、第二十五电容C25的一 端连接并作为-12V电压输出端；电压转换模块U9的10脚与第二十三极性电容C23的正极、 第二十五电容C25的另一端连接并接地；第二i^一极性电容C21的负极、第二十二极性电容C22的负极、第二十四电容C24的另一端均接地； 微处理器电路模块包括微处理器芯片U3，第四发光二极管D4，第五发光二极管D5，第六发光二极管D6，第七发光二级管D7，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九电容C9，第十电容C10，第i^一电容C11，第十二电容C12，第十三电容C13，第十四电容C14，第十五电容C15，第十六电容C16，第十七电容C17，第十八电容C18，第十九电容C19，第二十电容C20，第四十二电容C42，第一晶振Y1，第二晶振Y2，第二电阻R2，第三电阻R3，第i^一电阻R11，第十二电阻R12，第十三电阻R13，第十四电阻R14，第十五电阻R15，第十六电阻R16，参考电源芯片U4，微处理器芯片U3的I脚与第四发光二极管D4的阴极连接；微处理器芯片U3的2脚与第五发光二极管D5的阴极连接；微处理器芯片U3的3脚与第六发光二极管D6的阴极连接；微处理器芯片U3的4脚与第七发光二级管D7的阴极连接；第四发光二极管D4的阳极与第五发光二极管D5的阳极、第六发光二极管D6的阳极、第七发光二级管D7的阳极连接并作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的12脚与第一晶振Yl的2端和第六电容C6的一端连接；微处理器芯片U3的13脚与第一晶振Π的I端和第七电容C7的一端连接；第六电容C6的另一端与第七电容C7的另一端连接并接地；微处理器芯片U3的14脚与第十电容ClO的一端和第^ 电阻Rll的一端连接；第十电容ClO的另一端接地；第i 电阻Rll的另一端作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的49脚与第八电容C8的一端连接；第八电容C8的另一端与第九电容C9的一端连接并接地；微处理器芯片U3的73脚与第九电容C9的另一端连接；微处理器芯片U3的94脚与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的另一端接地；微处理器芯片U3的99脚与第三电阻R3的一端连接；第三电阻R3的另一端接地；微处理器芯片U3的74脚与27脚、10脚、20脚连接并接地；微处理器芯片U3的21脚与第十三电容C13的一端、第十二电阻R12的一端、参考电源芯片U4的阴极连接；第十二电阻R12的另一端作为3.3V电压输出端；第十三电容C13的另一端和参考电源芯片U4的阳极均接地;微处理器芯片U3的22脚与19脚、11脚、28脚、100脚、75脚、50脚连接并作为3.3V电压输出端；微处理器芯片U3的6脚与第四十二电容C42的一端、Bat的I脚连接；Bat的2脚和第四十二电容C42的另一端接地；微处理器芯片U3的9脚与第二晶振Y2的I端、第十二电容C12的一端连接；微处理器芯片U3的8脚与第二晶振Y2的2端、第^ 电容Cll的一端连接；第^ 电容Cll的另一端和第十二电容C12的另一端均接地；第十四电容C14的一端与第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端、第十七电容C17的一端、第十八电容C18的一端、第十九电容C19的一端、第二十电容C20的一端连接并作为3.3V电压输出端；第十四电容C14的另一端与第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端、第二十电容C20的另一端连接并接地，参考电源芯片U4的型号为LM4040AM3-2.5 ；微处理器芯片U3的型号为STM32F207 ； 倾角传感器单元电路包括倾角传 感器U13，第二十七电容C27，第四十电容C40，第四i^一电容C41，第一运算放大器U11，第二运算放大器U12，第十七电阻R17，第十八电阻R18，第十九电阻R19，第二十电阻R20，倾角传感器U13的5脚与第二运算放大器U12的3脚连接；第二运算放大器U12的2脚与I脚、第十九电阻R19的一端连接；第二运算放大器U12的4脚接地；第二运算放大器U12的8脚与第四十电容C40的一端连接并作为5V电压输出端；第二运算放大器U12的5脚与第十九电阻R19的另一端、第二十电阻R20的一端连接；第二运算放大器U12的6脚与7脚、微处理器芯片U3的34脚连接；第二十电阻R20的另一端、第四十电容C40的另一端均接地；倾角传感器U13的6脚接地；倾角传感器Ul3的11脚与第一运算放大器Ull的3脚连接；第一运算放大器Ull的2脚与I脚、第十七电阻R17的一端连接；第一运算放大器Ull的4脚接地；第一运算放大器Ull的8脚与第二十七电容C27的一端连接并作为5V电压输出端；第一运算放大器Ull的5脚与第十七电阻R17的另一端、第十八电阻R18的一端连接；第一运算放大器Ull的6脚与7脚、微处理器芯片U3的35脚连接；第十八电阻R18的另一端和第二十七电容C27的另一端均接地；第一运算放大器Ull的12脚与第四^^一电容C41的一端连接；第四i^一电容C41的另一端接地；第一运算放大器Ull的其余脚架空，第一运算放大器Ull的型号为SCA100T ； 模拟信号复用调理电路单元包括第十接插件P10，第二十六电容C26，第三十八电容C38，第三十九电容C39，第三二极管D3，模拟开关芯片U8，运算放大器芯片U10，第二i^一电阻R21，第二十二电阻R22，模拟开关芯片U8的3脚与第三十八电容C38的一端连接并...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯虎，顾梅园，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：