[发明专利]基于波浪滑翔器的海洋环境噪声测量装置

权利要求书

1.一种基于波浪滑翔器的海洋环境噪声测量装置，其特征在于：包括波浪滑翔器和采集控制系统，采集控制系统设置在波浪滑翔器上；

所述波浪滑翔器利用波浪起伏直接转换为前向推进，采用太阳能为系统电源；

所述波浪滑翔器作为测量平台，搭载海洋环境参数和噪声测量装置，实现定点测量和走航测量；在测量海洋环境噪声的同时，可同步测量风速、风向、波高、波向、降雨量、流速、流向，并通过AIS获取过往船只信息；

所述波浪滑翔器由舟型浮体、水下滑行装置组成，舟型浮体和水下滑行装置通过脐带缆连接；舟型浮体分为前舱、中舱和后舱，前舱、中舱和后舱分别独立密封，前舱、中舱和后舱的连线通过水密接插件连接；

所述采集控制系统包括嵌入式控制器、导航装置、定位装置、卫星通信装置、调向装置、存储卡、同步接口、测量传感器、电源管理电路、太阳能发电系统、ZigBee模块；嵌入式控制器通过串行接口与导航装置、定位装置、卫星通信装置和ZigBee模块连接，通过输入/输出接口与电源管理电路连接，并通过电源管理电路实现电源管理；

所述采集控制系统的工作方式包括定点测量工作方式和走航测量工作方式，在定点测量时，海洋环境噪声测量装置由船只布放到测量位置，或自动航行到指定的测量位置，然后围绕测量位置航行，气象传感器、波浪传感器、雨量计、ADCP、AIS和NTD阵按照设定的工作方式同步测量，到达结束测量时间后，结束本次测量任务，在走航测量时，海洋环境噪声测量装置在设定的航线上航行，同时按照设定的工作方式进行测量工作，气象传感器、波浪传感器、雨量计、ADCP、AIS和NTD阵按照设定的工作方式同步测量，在测量海洋环境噪声的同时，可同步测量风速、风向、波高、波向、降雨量、流速、流向，并通过AIS获取过往船只信息,海洋环境噪声测量装置完成设定的航线后，结束本次测量任务；

所述导航装置采用电子罗盘，获取波浪滑翔器当前的方位；

所述定位装置采用GPS定位装置，获取波浪滑翔器当前的位置信息；

所述卫星通信装置使用卫星终端，采集控制系统具备卫星通信和无线通信两种通信方式，无线通信方式采用ZigBee模块实现数据通信；

所述调向装置使用舵机，通过调整舵机角度，调整波浪滑翔器的运行方向；

所述太阳能发电系统由两组太阳能发电装置组成，为系统供电；太阳能发电装置由太阳能电池板、大动力聚合物锂能电池和控制器组成；

所述测量传感器包括气象传感器、波浪传感器、雨量计、ADCP、AIS和NTD阵；

所述NTD阵中NTD的安装位置和数量可根据需要进行调整；

所述采集控制系统采用基于ZigBee的无线通信网络的分布式平台采集系统，保持各个模块功能的独立性，确保在有模块加入或退出时系统运行稳定；

所述ZigBee模块为无线通信模块，既有与嵌入式控制器通过串行接口连接的ZigBee模块，又有分别与波浪传感器、雨量计、AIS、ADCP、气象传感器连接结合的ZigBee模块；

所述嵌入式控制器与气象传感器、波浪传感器、雨量计、ADCP、AIS之间采用基于ZigBee模块的无线通信网络交换数据，嵌入式控制器按照设定的工作方式，定时采集并存储测量装置的传感器数据，并可通过卫星通信装置将传感器测量的特征数据发送到岸基监控系统；

所述电源管理电路控制铱星终端+GPS、电子罗盘、ZigBee模块、存储卡、舵机、NTD阵、波浪传感器+ZigBee模块、雨量计+ZigBee模块、AIS+ZigBee模块、ADCP+ZigBee模块、气象传感器+ZigBee模块的上掉电，按需上电，降低功耗，其中NTD阵通过海洋环境噪声测量装置供电，或者通过自身携带电池供电，根据测量需要选用不同的供电方式。

2.根据权利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋环境噪声测量装置，其特征在于：所述ZigBee天线、雨量计、气象传感器和AIS安装在波浪滑翔器舟型浮体中舱的上表面。

3.根据权利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋环境噪声测量装置，其特征在于：所述ADCP安装在波浪滑翔器舟型浮体后舱的下表面。

4.根据权利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋环境噪声测量装置，其特征在于：所述NTD阵固定在从波浪滑翔器舟型浮体后部引出的电缆上，电缆从舟型浮体后部加装的支撑杆内部穿出；电缆末端安装铅鱼，使电缆保持垂直状态。