萬向節(jié)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的系統(tǒng)控制艙指標(biāo)如下所示:外形尺寸直徑216_，長度900_，壁厚18_ ;前后端蓋:夕卜徑216mm，厚度58mm ;設(shè)計(jì)壓力30Mpa ;安全系數(shù):3 ;控制艙包括散熱區(qū)與普通區(qū)；所述的散熱區(qū)平面部分安裝高功耗電路板，扇形金屬面部分緊貼控制艙筒壁與海水進(jìn)行熱交換散熱；所述的普通區(qū)網(wǎng)格狀平面部分安裝低功耗電路板；兩者通過金屬條連接增加強(qiáng)度，根據(jù)需要可以自由拆卸；其中所述的散熱區(qū)安裝電源分配板、信號(hào)轉(zhuǎn)換板、CTD傳感器控制板、ADCP傳感器控制板、LED控制板、腐蝕計(jì)控制板；所述的普通區(qū)安裝ARM控制板、主電源管理板；其中內(nèi)部仍然有富余空間，方便對(duì)傳感器進(jìn)行擴(kuò)展集成；當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，只需要增加或去掉傳感器控制板即可；在控制艙端蓋有I個(gè)外部接口與4個(gè)內(nèi)部接口，其中外部接口 4芯DO與海底電纜連接，內(nèi)部接口 2芯Dl與LED燈連接、4芯D2與CTD連接、4芯D3與腐蝕計(jì)連接、8芯D4與ADCP傳感器或者AWAC傳感器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的能源供應(yīng)與分配子系統(tǒng)包括兩個(gè)部分:電壓轉(zhuǎn)換功能部分與電壓分配功能部分；所述的電壓轉(zhuǎn)換功能:負(fù)責(zé)將海底電纜供應(yīng)380V直流電壓，通過+380V/+48V DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，輸出+48V電壓作為控制艙內(nèi)部電路板輸入；所述的電壓分配功能:對(duì)于+48V電壓輸入，根據(jù)各控制電路板不同輸入電壓，分別進(jìn)行+48V/+24V DC/DC交換機(jī)、+48V/+12V DC/DC網(wǎng)橋、+48V/+5V DC/DCARM板、多路+48V并聯(lián)傳感器控制板輸出轉(zhuǎn)換，電壓轉(zhuǎn)換板輸入海底線纜+380V電壓，輸出+48V電壓，作為電壓分配板輸入，輸出+48V、+24V、+12V、+5V的多路電壓，接入通信與電源管理子系統(tǒng)； 所述的信號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)包括信號(hào)轉(zhuǎn)換功能與信號(hào)傳輸功能兩部分；所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換部分采用以太網(wǎng)橋，網(wǎng)橋內(nèi)部采用EDSL協(xié)議，對(duì)稱傳輸速率達(dá)到6Mps，傳輸距離為1Km ;所述的信號(hào)傳輸部分是通過交換機(jī)連接主從冗余ARM控制系統(tǒng)；所述的交換機(jī)采用中國臺(tái)灣MOSA 4路接口交換機(jī)，3路分別連接ARMl、ARM2、以太網(wǎng)橋； 所述的通信與電源管理子系統(tǒng)采用分布式監(jiān)測(cè)管理方式，通過現(xiàn)場(chǎng)CAN總線，針對(duì)各傳感器分別設(shè)計(jì)CAN通信節(jié)點(diǎn)，所述的CAN通信節(jié)點(diǎn)也就是CAN通信接口模塊，其包括CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換板與電源控制板兩部分組成，即為可以擴(kuò)展的CAN總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器和適應(yīng)于不同傳感器供電電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器；為了提高系統(tǒng)兼容性與可擴(kuò)展性，方便不同接口標(biāo)準(zhǔn)的傳感器接入，在傳感器和嵌入式控制模塊之間，利用CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將不同的傳感器接口轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的CAN標(biāo)準(zhǔn)接口 ；其中模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路之后送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)所需轉(zhuǎn)換精度/速度的不同，采用片外或者片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換兩種方式；數(shù)字信號(hào)根據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)分別經(jīng)過RS232、RS422/RS485轉(zhuǎn)換成單片機(jī)兼容的TTL電平接入；在傳感器電源管理上，采用DC/DC并聯(lián)雙冗余設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)置過壓/過流保護(hù)電路，預(yù)防由于DC/DC故障或者傳感器短路/過載的原因?qū)е孪到y(tǒng)崩潰； 所述的數(shù)據(jù)采集與控制子系統(tǒng)包括嵌入式雙冗余ARM控制模塊、以太網(wǎng)交換機(jī)模塊兩部分；所述的嵌入式雙冗余ARM控制模塊通過與岸基監(jiān)測(cè)站通信，獲取電源管理指令，解析下發(fā)至CAN節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行傳感器供電控制；獲取數(shù)據(jù)采樣方案，執(zhí)行傳感器采樣配置，進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)采集。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的海底線纜采用最先進(jìn)的XLPF絕緣擠包直流電纜技術(shù)，即利用新型的三層絕緣材料擠壓的電纜，由導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層三層共擠；在水深不超過10m的情況下，海底線纜采用扭矩平衡雙層鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)保護(hù)；在電纜布放時(shí)，采用直接拋放形式，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中，需要對(duì)海纜進(jìn)行單獨(dú)處理保護(hù)，采用不銹鋼保護(hù)管、捆扎錨鏈或者拋射重塊防止水流沖刷滑動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的岸基監(jiān)測(cè)站通過電纜與海底觀測(cè)平臺(tái)連接，提供持續(xù)能源供給，作為數(shù)據(jù)/命令中轉(zhuǎn)站，需要轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制指令以及海底觀測(cè)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；其包括供電模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)測(cè)控制模塊、無線模塊； 所述的供電模塊直接利用交流220V市電通過電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換得到直流380V，在轉(zhuǎn)換模塊選型上，采用220V/380V A⑶C電壓轉(zhuǎn)換模塊； 所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊利用以太網(wǎng)橋電路板完成信號(hào)轉(zhuǎn)換與透明傳輸；電話線信號(hào)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)信號(hào):將海底電纜傳輸?shù)碾娫捑€信號(hào)轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)信號(hào)，并通過TCP/IP協(xié)議，與控制艙內(nèi)部其他節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)通信；以太網(wǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)電話線信號(hào):將控制艙內(nèi)部以太網(wǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電話線信號(hào)，從而在海底電纜進(jìn)行傳輸，完成與岸基監(jiān)測(cè)站通信； 所述的監(jiān)測(cè)控制模塊采用PC104作為岸基主控制板，在物理連接上，與以太網(wǎng)橋通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，與GPRS/CDMA無線模塊通過RS232連接，還預(yù)留PS2接口連接鍵盤鼠標(biāo)以及VGA接口連接LED顯示器的外接輸入設(shè)備，同時(shí)預(yù)留多路USB接口進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)拷貝下載操作； 所述的無線模塊移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國各地，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行帶寬符合應(yīng)用需求，在GRPS/CDMA無線模塊選型上，采用高速透明傳輸?shù)腄TU設(shè)備；北斗定位系統(tǒng)有兩顆GEO在軌工作衛(wèi)星，衛(wèi)星位置E180與E140和一顆GEO在軌備份衛(wèi)星，每個(gè)衛(wèi)星2個(gè)出站波束，服務(wù)區(qū)域?yàn)楸爆|5?55度，東經(jīng)70?140度，能夠覆蓋中國沿海大陸架范圍；在北斗衛(wèi)星模塊選型上，選擇北斗普適定位通信模塊；采用GPRS/CDMA無線模塊或者北斗衛(wèi)星通信模塊負(fù)責(zé)通信；在GPRS/CDMA無線模塊選型上，采用宏電H7710DTU設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制與數(shù)據(jù)服務(wù)中心選擇在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室，包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)與資源數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，其中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)包括電源管理模塊、傳感器管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、故障管理豐吳塊； 所述的電源管理模塊針對(duì)各傳感器模式模塊設(shè)計(jì)PowerOn、PowerOff指令，當(dāng)執(zhí)行傳感器電源管理時(shí)，選擇冗余DC/DC，遠(yuǎn)程控制傳感器上電斷電；當(dāng)設(shè)計(jì)Monitor指令，執(zhí)行傳感器監(jiān)控時(shí)，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前反饋電壓溫度值； 所述的傳感器管理模塊在傳感器模式模塊配置上，設(shè)計(jì)典型模式與自定義模式兩種；典型模式，根據(jù)預(yù)設(shè)一次下發(fā)多組指令，直接對(duì)傳感器模式模塊進(jìn)行采樣配置；自定義模式，通過傳感器對(duì)話框逐條指令執(zhí)行，靈活定義傳感器采樣方案 所述的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)模塊當(dāng)ADCP、CTD傳感器進(jìn)行采樣時(shí)，岸基監(jiān)測(cè)站與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建立長連接，解析存儲(chǔ)原始采樣數(shù)據(jù)，并且根據(jù)通信協(xié)議，組包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)至服務(wù)器管理系統(tǒng)；其中，岸基監(jiān)測(cè)站設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了斷網(wǎng)重練、超時(shí)重發(fā)、遠(yuǎn)程反饋的機(jī)制。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種海洋動(dòng)力環(huán)境海底有纜在線觀測(cè)系統(tǒng)，主要包括海底觀測(cè)平臺(tái)、海底電纜、岸基監(jiān)測(cè)站、控制與數(shù)據(jù)服務(wù)中心四部分組成。海底觀測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了能源供應(yīng)與分配、信號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換，傳感器電源管理與數(shù)據(jù)采集控制；海底電纜連接海底觀測(cè)平臺(tái)與岸基監(jiān)測(cè)站，傳輸380V直流電壓及5Mbps數(shù)據(jù)信號(hào)，解決能源供給與數(shù)據(jù)傳輸限制；岸基監(jiān)測(cè)站提供持續(xù)能源供給，并且負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制指令與傳感器實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)；控制與數(shù)據(jù)服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制與管理，以及對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
【IPC分類】G05B19-042, G01D21-02
【公開號(hào)】CN204557102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520054163
【發(fā)明人】李培良, 陳棟, 李欣, 劉子洲
【申請(qǐng)人】中國海洋大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日