[发明专利]应用在引水隧洞中的信号传输系统、方法及控制器

说明书

本申请实施例提供一种应用在引水隧洞中的信号传输系统、方法及控制器，涉及水利水电工程技术领域，通过设置水上中控系统；位于隧洞内的无缆水下机器人，以及位于隧洞侧壁内部且沿隧洞延伸方向设置的光电复合缆，光电复合缆上设置有多个中继器；中继器通过光电复合缆与所述中控系统有缆通信连接，并与无缆水下机器人无线通信连接，以形成水下通信的网络结构；利用中继器中转，实现中控系统与无缆水下机器人之间的信息交互，从而提高水下通信的数据传输性能。

技术领域

本申请属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种应用在引水隧洞中的信号传输系统、方法及控制器。

背景技术

传统上，引水隧洞巡检和隐患排查主要依靠人工方式，存在检测效率低、病变发现不及时、水下病变发现难、病变定量评估难等问题。近年来，水下检测技术快速发展，水下机器人搭载高分辨率的红外热像、断面声呐、侧扫声呐、多波束测深等系统，在水利水电工程水下检测领域应用越来越广。但这些技术方法更适用于坝前、堤防等开敞水域环境。对于长距离引水隧洞，水下机器人信号传输距离受限，上述技术方法的工程应用广度和深度上受到了较大制约。现有的水下通信和组网技术一直是制约水下装备技术发展的瓶颈技术。

无缆水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)可以依靠自身携带的动力自主航行，其航行位置可通过航速和时间来确定，具有活动范围大、无脐带纠缠、可进入复杂结构中等优点。但水下通讯带宽非常窄，信号传输距离有限，实现远距离、高速率的通信相对比较困难。

发明内容

为至少在一定程度上解决目前水下通信的网络架构在信号传输上性能较差的问题，本申请提供一种应用在引水隧洞中的信号传输系统、方法及控制器，能够实现远距离、高速率的水下通信。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种应用在引水隧洞中的信号传输系统，包括：水上中控系统；位于隧洞内的无缆水下机器人，以及位于隧洞侧壁内部且沿隧洞延伸方向设置的光电复合缆，所述光电复合缆上设置有多个中继器；所述中继器通过所述光电复合缆与所述中控系统有缆通信连接，并与所述无缆水下机器人无线通信连接；

所述中继器，用于接收并转发所述中控系统下发的控制指令给所述无缆水下机器人，以及将所述无缆水下机器人检测的水下数据发送回所述中控系统，以实现所述中控系统与所述无缆水下机器人之间的信息交互。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述光电复合缆和所述中继器具体位于隧洞二衬边墙位置。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述多个中继器沿隧洞延伸方向以相同间隔距离均匀设置在光电复合缆上。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述光电复合缆由层绞式结构的缆芯和护层两部分构成，中间设有填充绳；其中电缆用于给所述中继器提供动力，光缆用于传输信号数据。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，还包括接线盒，所述中继器通过所述接线盒与所述光电复合缆连接；其中，接线盒光信号接收接口连接所述光电复合缆光纤，接线盒电源接口连接所述光电复合缆金属导线。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述光电复合缆的局端设备的输入电压为48VDC，输出电压为270-390VDC，单只模块的功率为800W，且局端电源模块采用N+1并联冗余模式。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述中控系统下发的控制指令包括：控制所述无缆水下机器人的运动姿态、航速的指令。

如上所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统中，所述无缆水下机器人检测的水下数据包括：检测图像、检测信号。

第二方面，提供了一种应用在引水隧洞中的信号传输方法，适用于第一方面所述的应用在引水隧洞中的信号传输系统，包括：