[发明专利]一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置及方法，装置包括：直流变换与电能监控模块(10)，包括第一直流变换器(11)、第二直流变换器(12)和电能监测与控制单元(13)；通信协议转换与数据处理模块(20)，包括以太网芯片(21)、时钟芯片(22)、微控制器(23)、闪存芯片(24)和数据收发器(25)。与现有技术相比，本发明具有小尺寸、低功耗的特点，可为观测网中的观测仪器提供统一的通讯接口和电源供应，使得观测仪器接驳盒的标准化成为可能，可以有效地简化观测网的搭建和测试过程，提高观测网的智能化程度，降低人力需求的同时也减小人工误差的风险，提高系统的可扩展性。

技术领域

本发明涉及一种智能物联装置，尤其是涉及一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置及方法。

背景技术

有效的观测是研究海洋的基础，海底观测网作为新型的海洋观测手段，可以获得长期连续的海洋要素观测数据，对深入的海洋科学研究具有重要的意义。海底观测网利用多种科学仪器获取海洋环境要素数据，而这些仪器多由不同公司设计制造，缺乏统一的设计标准，观测要素种类、接口类型、通信协议和控制方式等均具有较大差异，这给观测网的搭建、维护和扩展都带来诸多不便。

仪器的多样性和统一标准的缺乏导致在观测网的日常维护、仪器管理配置、新仪器安装、观测功能扩展等过程中都有大量的对技术人员手动配置步骤的要求，整个网络的自动化程度低，降低观测网工作效率的同时也大大增加了人工出错的风险。仪器的更换、安装以及网络扩展等过程也因此变得复杂，系统的可扩展性较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置及方法，可以实现小尺寸封装，为观测网的末端观测仪器提供通用的通信和供电接口。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置，包括：

直流变换与电能监控模块，包括第一直流变换器、第二直流变换器和电能监测与控制单元，所述的第一直流变换器和第二直流变换器将观测仪器接驳盒输入的电压进行两级直流变换，输出的直流电压分别为水下智能物联装置本身和观测仪器供电，电能监测与控制单元监测直流变换器和观测仪器的电压、电流数据，在观测仪器发生故障时实现故障隔离；

通信协议转换与数据处理模块，包括以太网芯片、时钟芯片、微控制器、闪存芯片和数据收发器，所述的以太网芯片、微控制器、数据收发器依次连接，共同实现数据收发、控制信号传递、通信协议转换的功能，并通过时钟芯片和闪存芯片实现授时、存储的功能，微控制器接收电能监测与控制单元的电压、电流监测数据，判定观测仪器的故障状态并控制其隔离，在隔离故障的同时向观测仪器接驳盒发送故障信号。

所述的装置通过以太网、RS232、RS422、RS485、CAN总线或模拟量传输网络与观测仪器连接。

所述的装置通过统一的以太网接口与观测仪器接驳盒进行通信。

一种采用所述的装置进行物联通信的方法，包括以下流程：

装置的初始化和自检，若装置的输出电压值正常，则令观测仪器通电，并进入下个流程，否则向观测仪器接驳盒发送故障信号；

正常数据采集、处理与传输循环，循环过程中，若发生非正常数据传输，则暂停循环，判定为发生故障进入下个流程；

故障监测与隔离，若故障被成功消除，且故障消除过程满足设定要求，则返回正常数据采集、处理与传输循环，否则微控制器向观测仪器接驳盒发送故障信号，结束。

所述的故障消除过程包括重启观测仪器，直到产生正常数据传输，所述的设定要求为：重启次数不超过限定值。

所述的装置的初始化和自检流程包括以下步骤：