[实用新型]基于双绞线的遥控水下机器人中继器控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种遥控水下机器人的中继器视频传输与数据通信技术，具体地说是一种通过双绞线完成水面对中继器的控制以及中继器视频的传输与显示的基于双绞线的遥控水下机器人中继器控制装置。

背景技术

遥控水下机器人是一种工作在海中的设备，通常它有三个部分组成，水面单元、中继器和潜水器。水面单元与中继器之间主要通过绞车由铠缆连接，中继器与潜水器之间通过系缆连接。具体的见图1。水面单元主要用来操作潜水器和中继器，并把潜水器和中继器上的视频和传感器等信息通过监视器和人机界面显示出来。铠缆和系缆内部都包含动力线、双绞线和光纤，铠缆外部有铠装层，为承重缆，承担着潜水器和中继器的重量，系缆为非承重缆，在水中接近零浮力。中继器通过铠缆把潜水器施放到某一作业水深，潜水器脱离中继器，通过控制中继器上的系缆绞车，收放系缆，使得潜水器具有一定的作业半径。中继器上通常安装有一台摄像机、2个水下灯及几个电磁阀，因此，无论是在视频传输和数据通信上负载量都不是很大。传统的中继器系统采用铠缆中的1根同轴向水面传输视频，一根双绞线传数据。同轴传输视频受到传输距离的限制，通常的范围在几百米以下，而数据通常采用RS-485或CAN总线通过双绞线进行传输，传输的距离最长也不过1200米左右，显然中继器采用上述方式向水面单元传输视频和数据均受到长度方面的限制，随着海洋事业的发展，对水下机器人的需求也随之提高，要求水下机器人向更深、多功能和网络化方向发展，因此传统的中继器系统的视频和数据传输远远不能满足水下机器人发展的需要。现代光纤技术的发展，在水下机器人的中继器上也可应用，但由于水下采用光纤传输需要水密光缆和光多路复用器等设备，使得成本非常高，通常是在潜水器上应用光纤，因为潜水器上的视频源多，控制的数据量大。中继器若不采用光纤，也可以使用双绞线采用调制解调技术，使视频和数据传输达到几千米，但是视频和数据各占用一对双绞线，在铠缆长度短时，两对双绞线从占用铠缆的空间和增加铠缆的重量方面的矛盾还不算突出，但是距离长时，会使铠缆的重量增加，占用空间也变大，而且两对双绞线还要使用不同的类型的调制解调设备，这增加了中继器部分电子舱的安装空间和重量，而且也增加了成本与不可靠性。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用一对双绞线传输视频和数据的遥控水下机器人中继器控制装置，既可以将中继器的视频传输到水面，又可以实现水面对中继器信号的采集和控制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型基于双绞线的遥控水下机器人中继器控制装置，该水下机器人具有水面单元、中继器及潜水器，其特征在于：分别在水面单元及中继器建立以太网，水面单元的以太网和水下中继器的以太网经主、从调制解调器通过一对双绞线连接起来，构成一个统一的以太网络传输视频信号和控制信号。

所述水面单元的以太网由主控计算机的网口、I/O采集节点的网口、视频解码器的网口以及主调制解调器的网口分别与水面单元中的网络交换机的网口连接构成；所述水下中继器的以太网由中继器的I/O采集及输出节点的网口、视频编码器的网口以及从调制解调器的网口分别与中继器中的网络交换机的网口相连构成；所述双绞线设于铠缆中，并通过该双绞线将中继器中的视频和信号传到水面单元，同时水面单元也通过该双绞线实现对中继器的控制。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.减轻重量，减少安装空间。本实用新型基于双绞线的遥控水下机器人中继器控制装置用采用一对双绞线进行视频和数据传输，节省了铠缆中双绞线的资源，降低了铠缆的重量和减小了铠缆的直径，同时也节省了水面储存铠缆的绞车的大小和空间；

2.传输距离远。本实用新型利用主、从调制解调器，在一对双绞线上把以太网的传输距离进行延长，可达到几千米，这样使得基于以太网技术的视频和控制得以实现，不但节省了原有方式中的一对双绞线而且传输距离也比原来传统的同轴和双绞线方式传的更远；

3.可通过以太网观看水下视频。本实用新型利用基于以太网技术的视频编码器和解码器，不但能够将中继器上的视频在水面还原成监视器直接显示的信号，而且也可以通过以太网在计算机上直接浏览数字格式的视频，这样可以方便的进行视频的存储或通过以太网在连网的其它计算机上观看视频，非常方便；

4.增加了系统的可扩展性。本实用新型水面单元与中继器控制之间也采用以太网进行数据采集和进行中继器执行机构的控制，系统的可扩展性和程序的可继承、可移植性大大增强；