[实用新型]一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统有效

专利信息
申请号: 201520054163.8 申请日: 2015-01-26
公开(公告)号: CN204557102U 公开(公告)日: 2015-08-12
发明(设计)人: 李培良;陈栋;李欣;刘子洲 申请(专利权)人: 中国海洋大学
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042;G01D21/02
代理公司: 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司 11385 代理人: 董芙蓉
地址: 266100 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 海洋 动力 环境 海底 在线 观测 系统
【权利要求书】:

1.一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统,其特点是:包括海底观测平台、海底电缆、岸基监测站、控制与数据服务中心;所述的海底观测平台包括系统框架、传感器设备、系统控制舱;其中系统控制舱内部集成包括能源供应与分配子系统、信号传输与转换子系统、数据采集与控制子系统、通信与电源管理子系统四部分;所述的岸基监测站通过海底线缆与海底观测平台连接;所述的控制与数据服务中心包括远程监测控制平台、资源数据共享平台,其中远程监测控制平台包括电源管理模块、传感器模式模块、数据管理系统模块和故障诊断管理系统模块。

2.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统,其特征在于:所述的海底观测平台是一种通用型模块化传感器搭载平台;所述的系统框架采用316L不锈钢,框架四角针状结构,外观呈三角倒锥型,基座距离海底20cm,传感器模式模块在基座安装固定,外罩防脱网;对于需要垂直剖面测量的传感器模式模块,在框架上方使用万向节固定。

3.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统,其特征在于:所述的系统控制舱指标如下所示:外形尺寸直径216mm,长度900mm,壁厚18mm;前后端盖:外径216mm,厚度58mm;设计压力30Mpa;安全系数:3;控制舱包括散热区与普通区;所述的散热区平面部分安装高功耗电路板,扇形金属面部分紧贴控制舱筒壁与海水进行热交换散热;所述的普通区网格状平面部分安装低功耗电 路板;两者通过金属条连接增加强度,根据需要可以自由拆卸;其中所述的散热区安装电源分配板、信号转换板、CTD传感器控制板、ADCP传感器控制板、LED控制板、腐蚀计控制板;所述的普通区安装ARM控制板、主电源管理板;其中内部仍然有富余空间,方便对传感器进行扩展集成;当进行系统扩展时,只需要增加或去掉传感器控制板即可;在控制舱端盖有1个外部接口与4个内部接口,其中外部接口4芯D0与海底电缆连接,内部接口2芯D1与LED灯连接、4芯D2与CTD连接、4芯D3与腐蚀计连接、8芯D4与ADCP传感器或者AWAC传感器连接。

4.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统,其特征在于:所述的能源供应与分配子系统包括两个部分:电压转换功能部分与电压分配功能部分;所述的电压转换功能:负责将海底电缆供应380V直流电压,通过+380V/+48V DC/DC电压转换,输出+48V电压作为控制舱内部电路板输入;所述的电压分配功能:对于+48V电压输入,根据各控制电路板不同输入电压,分别进行+48V/+24V DC/DC交换机、+48V/+12V DC/DC网桥、+48V/+5V DC/DCARM板、多路+48V并联传感器控制板输出转换,电压转换板输入海底线缆+380V电压,输出+48V电压,作为电压分配板输入,输出+48V、+24V、+12V、+5V的多路电压,接入通信与电源管理子系统;

所述的信号传输与转换子系统包括信号转换功能与信号传输功能两部分;所述的信号转换部分采用以太网桥,网桥内部采用EDSL协议,对称传输速率达到6Mps,传输距离为10Km;所述的信号传输部分是通过交换机连接主从冗余ARM控制系统;所述的交换机采用中国 台湾MOSA 4路接口交换机,3路分别连接ARM1、ARM2、以太网桥;

所述的通信与电源管理子系统采用分布式监测管理方式,通过现场CAN总线,针对各传感器分别设计CAN通信节点,所述的CAN通信节点也就是CAN通信接口模块,其包括CAN协议转换板与电源控制板两部分组成,即为可以扩展的CAN总线协议转换器和适应于不同传感器供电电压的DC/DC转换器;为了提高系统兼容性与可扩展性,方便不同接口标准的传感器接入,在传感器和嵌入式控制模块之间,利用CAN协议转换器,将不同的传感器接口转换成统一的CAN标准接口;其中模拟信号经过信号处理电路之后送至A/D转换器进行模数转换,根据所需转换精度/速度的不同,采用片外或者片内A/D转换两种方式;数字信号根据接口标准分别经过RS232、RS422/RS485转换成单片机兼容的TTL电平接入;在传感器电源管理上,采用DC/DC并联双冗余设计,同时设置过压/过流保护电路,预防由于DC/DC故障或者传感器短路/过载的原因导致系统崩溃;

所述的数据采集与控制子系统包括嵌入式双冗余ARM控制模块、以太网交换机模块两部分;所述的嵌入式双冗余ARM控制模块通过与岸基监测站通信,获取电源管理指令,解析下发至CAN节点,进行传感器供电控制;获取数据采样方案,执行传感器采样配置,进行传感器数据采集。

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