基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，由在線監(jiān)控裝置、兩套控制系統(tǒng)和三組獨立的太陽能發(fā)電裝置組成，兩套控制系統(tǒng)分別擁有嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置。正常情況下，以一套系統(tǒng)為主工作，另一套系統(tǒng)處于熱備份狀態(tài)；在線監(jiān)控裝置監(jiān)控并協(xié)調(diào)兩套系統(tǒng)的工作，定時獲取兩套系統(tǒng)的狀態(tài)信息，當發(fā)現(xiàn)哪個系統(tǒng)工作異常后，可對該系統(tǒng)實施重新上電操作，使系統(tǒng)恢復工作正常，如果主系統(tǒng)出現(xiàn)異常且不可恢復，在線監(jiān)控裝置可以切換主備系統(tǒng)；控制系統(tǒng)定時將觀測平臺的狀態(tài)信息傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)，以便岸上人員進行遠程控制和管理，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
【專利說明】基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋移動觀測平臺控制系統(tǒng)，特別是涉及基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著探索海洋步伐的加快，人們越來越認識到占地球75%面積的海洋必將成為人類生存和發(fā)展的新領(lǐng)域，將對人類發(fā)展和社會進步起到重要作用。近年來，海洋移動觀測平臺得到廣泛應用，出現(xiàn)了許多新技術(shù)和新產(chǎn)品?；诓ɡ四芡苿拥淖灾骱叫杏^測平臺從2005年誕生至今，得到迅猛發(fā)展?；诓ɡ四芡苿拥淖灾骱叫杏^測平臺是一種新型海洋環(huán)境監(jiān)測平臺，它利用波浪起伏直接轉(zhuǎn)換為前向推進，采用太陽能為系統(tǒng)能源，通過搭載各種類型科學傳感器，完成長時間全球海洋巡航調(diào)查作業(yè)?；诓ɡ四芡苿拥淖灾骱叫杏^測平臺為人類觀察和了解世界海洋開辟了嶄新的途徑，實現(xiàn)了大尺度、長時序的海洋調(diào)查，與傳統(tǒng)的調(diào)查方式相比節(jié)約了大量人力、物力和財力，而且可實現(xiàn)對惡劣環(huán)境和敏感區(qū)域的調(diào)查。
[0003]基于波浪能推動的自主航行觀測平臺發(fā)展趨勢朝著實用化、綜合技術(shù)體系化方向發(fā)展，且功能日益完善?；诓ɡ四芡苿拥淖灾骱叫杏^測平臺的最大技術(shù)挑戰(zhàn)來自可靠性和自主性。
[0004]現(xiàn)有的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)由嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、通信裝置、太陽能發(fā)電裝置、調(diào)向裝置和測量裝置組成。由于基于波浪能推動的自主航行觀測平臺工作時間長、作業(yè)距離遠，海洋環(huán)境復雜多變且惡劣，系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要，現(xiàn)有的觀測平臺由單一控制系統(tǒng)組成，觀測平臺任何裝置出現(xiàn)故障都可能的無法完成任務，造成無可挽回的損失，這也成為制約現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的主要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對基于波浪能推動的自主航行觀測平臺工作時間長、距離遠、環(huán)境復雜、可靠性要求高等問題，本發(fā)明推出一種新的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，由在線監(jiān)控裝置、控制系統(tǒng)A、控制系統(tǒng)B和三組獨立的太陽能發(fā)電裝置組成，控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B分別擁有:嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置，三組發(fā)電裝置分別給在線監(jiān)控裝置、控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)供電。正常情況下，以控制系統(tǒng)A為主工作，完成觀測平臺的導航、定位、通信、傳感器測量工作；控制系統(tǒng)B處于熱備份狀態(tài)，控制系統(tǒng)B的只有嵌入式控制器、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置工作，其它部分不工作，控制系統(tǒng)B將傳感器測量的特征數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息通過串口傳送到控制系統(tǒng)A，由控制系統(tǒng)A匯總后發(fā)送到岸基監(jiān)控系統(tǒng)；在線監(jiān)控裝置監(jiān)控并協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的工作，定時獲取控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的狀態(tài)信息，當發(fā)現(xiàn)哪個系統(tǒng)工作異常后，可對該系統(tǒng)實施重新上電操作，使系統(tǒng)恢復工作正常，如果控制系統(tǒng)A出現(xiàn)異常且不可恢復，在線監(jiān)控裝置可以切換主備系統(tǒng)，保障系統(tǒng)工作正常；控制系統(tǒng)定時將觀測平臺的狀態(tài)信息傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)，以便岸上人員進行遠程控制和管理，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。通過以上措施可提高觀測平臺的可靠性。
[0006]基于波浪能推動的自主航行觀測平臺由舟型浮體和水下滑行裝置組成，舟型浮體和水下滑行裝置通過臍帶纜連接，觀測平臺與岸基監(jiān)控系統(tǒng)通過無線通信裝置通信，觀測平臺可響應岸基監(jiān)控系統(tǒng)的命令，同時將測量數(shù)據(jù)的特征值和觀測平臺的狀態(tài)信息發(fā)送到岸基監(jiān)控系統(tǒng)。
[0007]舟型浮體分為前艙、中艙和后艙。前艙、中艙和后艙分別獨立密封，前艙、中艙和后艙各安裝一組太陽能發(fā)電裝置，由三組太陽能發(fā)電裝置獨立供電，前艙、中艙和后艙的連線通過水密接插件連接。
[0008]舟型浮體前端和后端分別安裝避雷針，防止直擊雷，直擊雷具有電壓高、電流大的特點，其破壞性極大，一般使用避雷針可以達到防雷效果。
[0009]舵機安裝在水下滑行裝置的尾部，觀測平臺的控制系統(tǒng)可通過調(diào)向裝置調(diào)整水下滑行裝置舵機的方向，實現(xiàn)觀測平臺的方向調(diào)整
[0010]前艙安裝控制系統(tǒng)A和太陽能發(fā)電裝置A。太陽能發(fā)電裝置A安裝在前艙表面，控制系統(tǒng)A安裝在前艙艙內(nèi)上部。太陽能發(fā)電裝置A為控制系統(tǒng)A提供電源，在線監(jiān)控裝置通過電磁繼電器控制工作電源的上電、掉電?？刂葡到y(tǒng)A與在線監(jiān)控裝置的連線通過水密電纜連接。
[0011]中艙安裝在線監(jiān)控裝置和太陽能發(fā)電裝置C。太陽能發(fā)電裝置C安裝在中艙表面，在線監(jiān)控裝置安裝在中艙艙內(nèi)上部。太陽能發(fā)電裝置C為在線監(jiān)控裝置提供電源。
[0012]后艙安裝控制系統(tǒng)B和太陽能發(fā)電裝置B。太陽能發(fā)電裝置B安裝在后艙表面，控制系統(tǒng)B安裝在后艙艙內(nèi)上部。太陽能發(fā)電裝置B為控制系統(tǒng)B提供電源，在線監(jiān)控裝置通過電磁繼電器控制工作電源的上電、掉電?？刂葡到y(tǒng)B與在線監(jiān)控裝置的連線通過水密電纜連接。
[0013]在線監(jiān)控裝置與控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的連線都為4根通過水密接插件連接；在線監(jiān)控裝置通過一個輸出接口連接到控制系統(tǒng)的繼電器控制端，控制工作電源的上電、掉電；在線監(jiān)控裝置通過另一個輸出接口與控制系統(tǒng)的嵌入式控制器的輸入接口連接，向控制系統(tǒng)發(fā)送控制信息；在線監(jiān)控裝置通過一個輸入接口與嵌入式控制器的輸出接口連接，接收控制系統(tǒng)的狀態(tài)信息；最后一根連線為信號地。
[0014]在線監(jiān)控裝置監(jiān)控并協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的工作，定時向控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的發(fā)送控制信息；定時獲取控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的工作狀態(tài)和艙內(nèi)環(huán)境狀態(tài)；當發(fā)現(xiàn)哪個系統(tǒng)工作狀態(tài)異常后，可對該系統(tǒng)采取重新上電操作，使系統(tǒng)恢復工作正常；如果控制系統(tǒng)A出現(xiàn)異常且不可恢復，在線監(jiān)控裝置可以啟用控制系統(tǒng)B作為主系統(tǒng)；在線監(jiān)控裝置發(fā)現(xiàn)電源工作異常后，可通過繼電器及時切斷故障電路，對故障電路實施隔離，有效保護觀測平臺的其它設(shè)備，維持平臺正常工作。
[0015]在線監(jiān)控裝置與控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B通過輸入/輸出接口(I/O 口)交換信息，采用同步數(shù)據(jù)傳輸方式，結(jié)構(gòu)簡單，無需外圍電路，而且方便擴充。
[0016]在線監(jiān)控裝置可定時獲取控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的工作狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電壓過低或溫度過高時，可改變系統(tǒng)的工作方式，進入低功耗模式，適當降低通信和采樣頻率，關(guān)閉部分電源；當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作異常后，可對該系統(tǒng)實施重新上電操作，使系統(tǒng)恢復工作正常；如果系統(tǒng)異常且不可恢復，在線監(jiān)控裝置可以切換主備系統(tǒng)。
[0017]如果觀測平臺艙體內(nèi)部電壓出現(xiàn)異常情況，要根據(jù)電壓的異常程度分別進行處理。如果監(jiān)測電壓只是輕微異常，可以只向岸基監(jiān)控系統(tǒng)和在線監(jiān)控裝置送低電壓報警，如果監(jiān)測電壓出現(xiàn)嚴重異常，有可能損害觀測平臺內(nèi)部器件，要立即切斷對外所有負載系統(tǒng)的供電，并向岸基監(jiān)控系統(tǒng)和在線監(jiān)控裝置發(fā)送電壓故障報警信息，采取進一步處理。
[0018]如果觀測平臺艙體內(nèi)部溫度出現(xiàn)異常情況，要根據(jù)溫度的異常程度分別進行過熱報警、故障報警、切斷供電等操作。如果監(jiān)測溫度只是輕微異常，可以只向岸基監(jiān)控系統(tǒng)和在線監(jiān)控裝置送過熱報警，如果監(jiān)測溫度出現(xiàn)嚴重異常，有可能損害觀測平臺內(nèi)部器件，要立即切斷對外所有負載系統(tǒng)的供電，并向岸基監(jiān)控系統(tǒng)和在線監(jiān)控裝置發(fā)送溫度故障報警信息，采取進一步處理。
[0019]如果是觀測平臺艙體出現(xiàn)漏水情況，整個系統(tǒng)將無法正常工作。因此，一旦監(jiān)測到觀測平臺的某個艙體出現(xiàn)漏水情況，要及時岸基監(jiān)控系統(tǒng)和在線監(jiān)控裝置發(fā)送漏水報警信息，并由在線監(jiān)控裝置關(guān)閉漏水艙體的電源，將漏水艙體隔離，以免對整個觀測平臺產(chǎn)生影響甚至破壞。
[0020]控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B通過串行接口交換信息。主系統(tǒng)定時從備份系統(tǒng)獲得測量的傳感器特征數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，如果主系統(tǒng)的部分裝置工作不正常，也可以通過串行接口向備份控制系統(tǒng)B發(fā)送命令，開啟相應裝置，獲取相應的數(shù)據(jù)。主系統(tǒng)定時將測量裝置的特征數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息發(fā)送到岸基監(jiān)控系統(tǒng)，并響應岸基監(jiān)控系統(tǒng)的命令。對于各種異常情況的報警和實時處理對于保證觀測平臺的長期可靠運行至關(guān)重要。
[0021]控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B由嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置組成。嵌入式控制器通過串行接口與導航裝置、定位裝置、通信裝置和測量裝置連接，通過輸入/輸出接口(I/o 口)與平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和調(diào)向裝置連接，并通過電源管理裝置實現(xiàn)電源管理，可控制導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置的上電和掉電，實現(xiàn)節(jié)能控制。
[0022]嵌入式控制器從岸基監(jiān)控系統(tǒng)獲得觀測平臺要去的位置。嵌入式控制器定時從定位裝置獲得觀測平臺位置，通過計算獲得到達目標點的距離和航向，從導航裝置獲得觀測平臺方位，當有航向偏差時，通過調(diào)向裝置調(diào)向，調(diào)整觀測平臺運行方向；嵌入式控制器定時采集并存儲測量裝置的傳感器數(shù)據(jù)，并通過通信裝置將傳感器測量的特征數(shù)據(jù)發(fā)送到岸基監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式控制器定時完成設(shè)備自檢，當設(shè)備出現(xiàn)問題后及時通知在線監(jiān)控裝置，由在線監(jiān)控裝置采取相應措施。
[0023]測量裝置由測量傳感器構(gòu)成，測量傳感器可包括水文、氣象、水質(zhì)、環(huán)境等各種海洋儀器。對于關(guān)鍵的測量要素，可在控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B安裝相同的傳感器，兩組數(shù)據(jù)可以相互驗證，提高測量數(shù)據(jù)質(zhì)量。
[0024]嵌入式控制器定時檢測艙內(nèi)的溫度、濕度、是否漏水。觀測平臺的設(shè)備都封裝在封閉腔體里面，散熱條件很差，而觀測平臺的負載變化較大，除了要進行合理的散熱設(shè)計之夕卜，對觀測平臺各艙體內(nèi)部的溫度監(jiān)測也是必不可少的。通過對觀測平臺各艙體內(nèi)部的溫度監(jiān)測可以從另一個角度了解觀測平臺的電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)和運行環(huán)境情況。通過溫度監(jiān)測可以對整個系統(tǒng)的散熱和溫度情況有更加清楚的認識，有助于進一步改進散熱條件，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，提高觀測平臺內(nèi)部系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。海面的高壓、低溫、腐蝕等環(huán)境條件對觀測平臺的密封技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。當前觀測平臺的各工作艙的端蓋與腔體之間、腔體與腔體之間都是需要密封。而密封長期處在海水的惡劣條件下性能會發(fā)生變化，甚至有可能失去密封功能。因此，對于觀測平臺各艙體進行漏水監(jiān)測無論是對于系統(tǒng)的試驗階段還是長期穩(wěn)定運行階段都是十分必要的。
[0025]太陽能發(fā)電裝置由太陽能電池板、大動力聚合物鋰能電池和控制器組成,大動力聚合物鋰能電池為平板狀，安裝在太陽能電池板下面，可以節(jié)省艙內(nèi)空間。
[0026]通過采用兩套控制系統(tǒng)，兩套控制采用獨立的電源，而且兩套系統(tǒng)分艙放置，并由在線監(jiān)控裝置協(xié)調(diào)其工作，同時監(jiān)控觀測平臺的艙內(nèi)溫度、工作電壓和是否漏水，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，有效提聞系統(tǒng)的可罪性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為基于波浪能推動的自主航行觀測平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為基于波浪能推動的自主航行 [0029]圖中標記說明:
[0030]1、北斗衛(wèi)星和GPSA天線2、太陽能發(fā)電裝置A
[0031]3、太陽能發(fā)電裝置C4、太陽能發(fā)電裝置B
[0032]5、銥星和GPSB天線6、氣象傳感器
[0033]7、CTD8、前艙
[0034]9、中艙10、后艙
[0035]IUADCP12、水下滑翔機
[0036]13、臍帶纜14、舵機
[0037]15、岸基監(jiān)控系統(tǒng)16、避雷針I(yè)
[0038]17、避雷針218、嵌入式控制器A
[0039]19、在線監(jiān)控裝置20、嵌入式控制器B
[0040]21、北斗衛(wèi)星終端和GPSA22、電子羅盤
[0041]23、溫濕度傳感器A24、漏水檢測電路A
[0042]25、電源管理電路A26、電壓檢測電路A
[0043]27、電磁繼電器A28、電壓檢測電路B
[0044]29、電磁繼電器B30、銥星終端+GPSB
[0045]31、溫濕度傳感器B32、漏水檢測電路B
[0046]33、電源管理電路B
【具體實施方式】
[0047]結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述。圖1為基于波浪能推動的自主航行觀測平臺結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明涉及的自主航行觀測平臺由舟型浮體和水下滑行機組成，舟型浮體和水下滑行機通過臍帶纜連接；使用北斗衛(wèi)星終端和銥星終端作為無線通信裝置，自主航行觀測平臺與岸基監(jiān)控系統(tǒng)通過無線通信裝置通信，響應岸基監(jiān)控系統(tǒng)的命令，同時將測量數(shù)據(jù)的特征值和系統(tǒng)狀態(tài)信息發(fā)送到岸基監(jiān)控系統(tǒng)；搭載CTD、ADCP和氣象傳感器作為測量設(shè)備，可根據(jù)任務需要增加其它傳感器。[0048]舟型浮體分為前艙、中艙和后艙。前艙、中艙和后艙分別獨立密封，前艙、中艙和后艙的連線通過水密接插件連接。
[0049]舟型浮體前端和后端分別安裝避雷針I(yè)和避雷針2，防止雷電對觀測平臺造成損害。
[0050]舵機安裝在水下滑行裝置的尾部，觀測平臺通過調(diào)向裝置調(diào)整舵機方向，實現(xiàn)觀測平臺的方向調(diào)整。
[0051 ] 前艙安裝控制系統(tǒng)A和太陽能發(fā)電裝置A。太陽能發(fā)電裝置A安裝在前艙表面，控制系統(tǒng)A的電路部分安裝在前艙艙內(nèi)上部。太陽能發(fā)電裝置A為控制系統(tǒng)A提供電源，在線監(jiān)控裝置通過電磁繼電器控制控制系統(tǒng)A上電、掉電。北斗衛(wèi)星和GPSA的天線集成在一起，安裝在前艙表面的前部。CTD安裝在前艙下面的前部，方便CTD與水體交換，可提高測量數(shù)據(jù)質(zhì)量。漏水檢測電路A放置在前艙底部。溫濕度傳感器A安裝在前艙中部?？刂葡到y(tǒng)A和在線監(jiān)控裝置的信號線通過水密電纜連接。
[0052]中艙安裝在線監(jiān)控裝置、太陽能發(fā)電裝置C。太陽能發(fā)電裝置C安裝在中艙表面，在線監(jiān)控裝置安裝在中艙艙內(nèi)上部。太陽能發(fā)電裝置C為在線監(jiān)控裝置提供電源。
[0053]后艙安裝控制系統(tǒng)B和太陽能發(fā)電裝置B。太陽能發(fā)電裝置B安裝在后艙表面，控制系統(tǒng)B安裝在后艙艙內(nèi)。太陽能發(fā)電裝置B為控制系統(tǒng)B提供電源，在線監(jiān)控裝置通過電磁繼電器控制控制系統(tǒng)B上電、掉電。銥星和GPSB的天線集成在一起，安裝在后艙表面的后部；氣象傳感器安裝在后艙表面的后部，ADCP安裝在后艙的底部。漏水檢測電路B放置在前艙底部。溫濕度傳感器B安裝在后艙中部?？刂葡到y(tǒng)B和在線監(jiān)控裝置的信號線通過水密電纜連接。
[0054]在線監(jiān)控裝置由單片機構(gòu)成，采用工業(yè)級芯片PIC12F508作為控制芯片，PIC12F508采用內(nèi)置晶振，沒有外圍電路簡單，安全可靠。
[0055]在線監(jiān)控裝置的兩個輸出端口分別與控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的輸入端口連接，向控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B發(fā)送控制命令；正常情況下，在線監(jiān)控裝置的兩個輸出端口分別輸出高電平和低電平，與高電平連接的系統(tǒng)為主系統(tǒng)，與低電平連接的為備份系統(tǒng)，在線監(jiān)控裝置的通過兩個輸出端口控制哪個系統(tǒng)為主系統(tǒng)；當發(fā)現(xiàn)哪個系統(tǒng)電壓過低或溫度過高時，可改變系統(tǒng)的工作方式，進入低功耗模式；處于低功耗模式時，在線監(jiān)控裝置定時(間隔一秒)輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)為8位同步脈沖數(shù)據(jù)，脈沖寬度為0.2毫秒，保證能夠可靠采樣，對主系統(tǒng)輸出的8位同步脈沖數(shù)據(jù)為01010101，對備用主系統(tǒng)輸出的8位同步脈沖數(shù)據(jù)為10101010。
[0056]在線監(jiān)控裝置的兩個輸入端口分別與控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的輸出端口連接，接收控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B定時輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)；在線監(jiān)控裝置對接受的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，當數(shù)據(jù)異常時采取相應的措施；在線監(jiān)控裝置通過兩個輸入端口對控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B進行實時監(jiān)控，當超過規(guī)定的時間在線監(jiān)控裝置未收到數(shù)據(jù)后，在線監(jiān)控裝置可對系統(tǒng)實施掉電、上電操作，使系統(tǒng)恢復正常工作。
[0057]控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B定時輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)為16位同步脈沖數(shù)據(jù)，脈沖寬度為
0.2毫秒，保證在線監(jiān)控裝置能夠可靠采樣，輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)的位數(shù)可根據(jù)實際需要適當增減，方便靈活。輸出端口平時為高電平，端口輸出電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平啟動傳輸數(shù)據(jù)，16位同步脈沖數(shù)據(jù)第I位和第16位為低電平。16位同步脈沖數(shù)據(jù)功能如表I。
【權(quán)利要求】
1.一種基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，所述自主航行觀測平臺包括舟型浮體、水下滑行裝置，舟型浮體和水下滑行裝置通過臍帶纜連接，舟型浮體分為前艙、中艙和后艙，前艙、中艙和后艙分別獨立密封，其特征在于:所述自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)包括在線監(jiān)控裝置、控制系統(tǒng)A、控制系統(tǒng)B和太陽能發(fā)電裝置，前艙安裝控制系統(tǒng)A和太陽能發(fā)電裝置A，中艙安裝在線監(jiān)控裝置和太陽能發(fā)電裝置C，后艙安裝控制系統(tǒng)B和太陽能發(fā)電裝置B，在線監(jiān)控裝置通過水密電纜連接控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B ;控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B分別包括嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置組成，嵌入式控制器通過串行接口與導航裝置、定位裝置、通信裝置和測量裝置連接，嵌入式控制器通過輸入/輸出接口與平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和調(diào)向裝置連接，嵌入式控制器通過電源管理裝置控制導航裝置、定位裝置、通信裝置、調(diào)向裝置、平臺內(nèi)部狀態(tài)監(jiān)測裝置和測量裝置的上電和掉電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于，在線監(jiān)控裝置內(nèi)置單片機，單片機通過輸入輸出接口連接控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B;單片機采用工業(yè)級芯片PIC12F508作為控制芯片，PIC12F508采用內(nèi)置晶振。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于，在線監(jiān)控裝置通過輸出接口控制控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B的上電、掉電操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于，在線監(jiān)控裝置通過輸入接口獲取平臺內(nèi)部狀態(tài)信息，包括溫度、工作電壓和是否漏水，信息傳輸采用同步脈沖傳輸方式，脈沖寬度為0.2毫秒，脈沖位數(shù)可根據(jù)需要增減。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于，在線監(jiān)控裝置通過輸出接口發(fā)送控制信息，正常情況下，輸出高低電平，區(qū)分主備系統(tǒng)；當控制系統(tǒng)處于低功耗模式時，發(fā)送8位同步脈沖，調(diào)整控制系統(tǒng)工作模式，同步脈沖寬度為0.2毫秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于，所述測量裝置包括水文、氣象、水質(zhì)、環(huán)境測量傳感器，CTD安裝在前艙下面的前部，溫濕度傳感器分別安裝在前艙和后倉中部，氣象傳感器安裝在后艙表面的后部，ADCP安裝在后艙的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波浪能推動的自主航行觀測平臺控制系統(tǒng)，其特征在于所述的舟型浮體兩端安裝兩個避雷針。
【文檔編號】G05D1/02GK103984348SQ201410252834
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】劉頡, 楊逍, 呂九紅, 路亞娟, 張華勇, 孫秀軍, 張選明 申請人:國家海洋技術(shù)中心