數據采集是海洋浮標系統的核心模塊，由搭載傳感器、電源系統、控制系統和通信系統組成，主要具有數據采集、處理、存儲、傳輸和過(guò)程控制等功能。浮標錨定于海洋中，通過(guò)太陽(yáng)能供電，由數據采集系統根據系統工作時(shí)序，控制采集單元及各項傳感器的加斷電來(lái)采集傳感器的輸出信號，將其轉為數字信號并進(jìn)行相關(guān)處理，之后，存入存儲單元并通過(guò)通信模塊與衛星進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，傳送給岸基接收中心進(jìn)行后續的數據分析與處理。

　　海洋浮標傳感器選型與安裝布放優(yōu)化

　　海洋浮標若要實(shí)現數據采集系統，首先，需要了解需要采集的參數指標，根據參數選擇對應的傳感器種類(lèi)以及傳感器接口;然后，根據傳感器的測量環(huán)境要求，為傳感器設置便于測量和安裝的布放位置;最后，利用數值模擬軟件對風(fēng)力、水力等進(jìn)行仿真計算，測試傳感器在惡劣環(huán)境干擾下是否能正常運作，若無(wú)法采集數據或數據異常，則對工作異常的傳感器進(jìn)行硬件及安裝位置的分析，查找問(wèn)題并進(jìn)行安裝優(yōu)化。

　　觀(guān)測浮標采集的主要參數有氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射等氣象參數以及溫度、鹽度、深度和海流等水文參數。氣象傳感器采用鉑電阻RTD進(jìn)行氣溫的測量，其精度高且相對穩定，不會(huì )因高低溫引起物理或化學(xué)特性的變化;采用超聲風(fēng)傳感器測量各個(gè)方向的風(fēng)速分量，并通過(guò)合成得到風(fēng)速風(fēng)向，同時(shí)配合激光測風(fēng)儀測量激光雷達垂向中軸線(xiàn)方向上不同高度的風(fēng)速;氣壓采用硅諧振式氣壓傳感器測量，其不受被測流體密度的影響，通過(guò)固有振蕩頻率的變化來(lái)測得氣壓的大小;采用精度高、響應速度快的激光傳感器測量相對濕度，彌補了傳統濕度傳感器易受環(huán)境影響的缺陷;輻射測量方面采用速度快、檢測精準的熱電式太陽(yáng)能輻射表，利用內置感光元件對太陽(yáng)總輻射進(jìn)行測量。

　　水文傳感器選用定點(diǎn)式溫鹽深傳感器CTD測量水下溫度、電導率和壓力，通過(guò)計算得出剖面鹽度值，并用聲學(xué)海流計進(jìn)行海流數據的測量。因水下數據傳輸距離較長(cháng)，最深可到1000m，考慮到實(shí)時(shí)性、水密性以及價(jià)格因素，本文采用了感應耦合傳輸技術(shù)，通過(guò)包塑鋼纜進(jìn)行數據傳輸，鋼纜一端裸露在海水中與海水形成閉合回路，水下傳感器獲得數據后，通過(guò)鋼纜回路產(chǎn)生的感應電流傳送至水上，并利用串口輸送給數據采集單元。

　　氣象傳感器由于數量較多，輸出信號類(lèi)型和強度各不相同，采集單元處理起來(lái)較為不便，因此選擇一種通用的傳感器數據通訊接口，方便系統的集成。氣象傳感器統一選用標準RS485接口，組成RS485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸。RS485總線(xiàn)是一種異步半雙工通訊方式，能進(jìn)行多點(diǎn)數據的采集，相比RS232總線(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是采用平衡發(fā)送和差分接收、傳輸速率更快、抗干擾性更強、安裝方便、便于維護。