摘要：:AUV內部有著眾多的感測器，這就需要建立一個數據採集系統，來進行感測器資料的採集、處理和傳輸，從而保證AUV整個電控系統的正常執行，完成工作命令。AUV資料採集系統基於DSP處理器，通過I2C通訊協議與溫溼度感測器和氣壓感測器進行資料的採集，並負責檢測電壓電流和艙體的洩露情況,最終通過CAN通訊與工控機進行通訊。
關鍵詞：AUV；資料採集系統；DSP；感測器；CAN通訊
眾所周知，海洋蘊藏十分豐富的資源，需要我們去探測和開發，而自水下機器人在探測資源與資源開採中扮演者十分重要的角色。自主式水下機器人（AutonomousUnderwaterVehicles，簡稱AUV）是水下機器人的一個重要研究領域，在海洋資源探測和軍事領域應用十分廣泛。AUV在水下工作，其內部感測器採集傳輸的資料要保證其實時性和可靠性，建立一套完善的資料採集系統成為確保AUV在水下正常作業的一個重要任務。
一、總體設計
本文設計了一套可靠的AUV資料採集系統，在充分考慮了底層和程式演算法等因素的影響，採取了成熟可靠的DSP控制方案，其運算能力強，相容性好，穩定性高，有效的保證了資料的可靠。為保障資料的可靠性，降低資料誤差，與感測器的通訊採取I2C通訊協議；為保障資料的實時性，與上位機的通訊採取CAN通訊方式，最終資料將會在岸基電腦介面上顯示出來。
二、硬體設計
（一）溫溼度和氣壓資料的採集
本設計採用SHT75型溫溼度感測器和MS5611-01BA03氣壓感測器。SHT75單晶片感測器是一款含有已校準數字訊號輸出的溫溼度複合感測器。氣壓感測器是有IC匯流排介面的高解析度氣壓感測器，它包括了一個高線性度的壓力感測器和一個超低功耗的24位模數轉換器。DSP控制器通過I2C通訊與感測器連線。
（二）電壓電流採集
本設計通過LV25-P感測器和HXN50-P感測器分別採集電池的電壓和電流資料。在LV25-P感測器中，待檢測電壓兩端分別連線+HT和-HT，再給LV25-P感測器上電，上電電壓Vc為15V，從M埠就可採集到待測電壓值。而在LV25-P感測器中，待測電流從待測電流流入端。從流入待測電流流出端流出，供電端給定供電電壓，最終從Output中採集到待測電流值。
（三）艙體洩露資料採集
AUV艙內的密封性是保證艙內電控系統正常執行的重要基礎，而艙體洩露資料是判斷AUV密封性最重要的依據。本設計將以一柔性印刷電路板固定艙體內部，通過電壓比較器得到艙內是否進水資料，DSP控制器進而採集到洩露資料。
（四）CAN通訊設計
CAN通訊在DSP與AUV工控機的通訊中佔據了至關重要的作用，DSP將採集到的資料經過一系列處理，通過CAN通訊傳輸到上層工控機上，最終在岸基介面上顯示出各個資料值。CAN通訊具有可靠性高和實時性高的優點，並且通訊距離長，最長可達10千米，速率最高可達1Mbps。本設計選用TI公司的CAN收發器，在高低引腳間加一120歐姆的匹配電阻，防止通訊干擾。
三、軟體設計
如圖1軟體設計流程圖所示，當程式執行時，DSP會通過I2C通訊協議向感測器傳送啟動時序命令，感測器接收到命令後開始工作，並將資料上傳到DSP中；在DSP中對相關資料進行處理，並判斷AUV電控系統是否正常工作，之後在檢測到上位機發送的查詢命令後，將資料通過CAN匯流排傳送到上位機中。
四、結論
本文介紹了一種可靠性高的自主式水下機器人資料採集系統設計，通過大量實驗驗證，發現本文設計的`系統在資料採集、儲存和傳輸方面具有高可靠性和高實時性，以及抗干擾能力良好的優點，採集到資料誤差小，滿足AUV在水下正常工作的指標。在AUV的後續研發中，可以在本設計上繼續加入新的資料採集點，具有良好的拓展性，而在DSP中移植嵌入式實時作業系統RTOS進一步提高它的實時性將是我們研究的重點。
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