[发明专利]一种智能实时通讯潜标及通讯方法

权利要求书

1.一种智能实时通讯潜标，其特征在于，所述通讯潜标包括海面实时通讯浮标、2组感应耦合温盐链、重力锚、感应耦合通讯缆和通过所述感应耦合通讯缆依次连接的子浮体、主浮体I、主浮体II、感应耦合深海海流与温盐测量单元和并联释放器，所述海面实时通讯浮标位于海面以上通过RS485总线或感应耦合通讯缆与子浮体连接，所述重力锚设置在所述通讯潜标底部与并联释放器连接，海面实时通讯浮标由卫星通讯天线、卫星通讯数据处理及存储模块、供电电池、浮体和主框架组成；子浮体上安装有温盐深传感器和第一数据与控制电子仓；主浮体I上安装有第一上打和下打的声学多普勒流速剖面仪、多个定时卫星通讯浮标、定时释放装置和第二数据与控制电子仓；主浮体II上安装有第二上打和下打的声学多普勒流速剖面仪和第三数据与控制电子仓；感应耦合温盐链由多台间隔一定距离夹持到感应耦合通讯缆上的感应耦合温盐深传感器、感应耦合温深传感器和感应耦合温度传感器组成，2组感应耦合温盐链分别设置在子浮体与主浮体I和主浮体I与主浮体II之间，所述第一数据与控制电子仓、第二数据与控制电子仓和第三数据与控制电子仓均具有收集和储存数据功能且彼此间通过感应耦合通讯缆进行数据传递，所述第二数据与控制电子仓通过数据传输缆与多个定时卫星通讯浮标分别连接实现数据传输与控制，所述通讯潜标以实时通讯链路优先，通讯潜标所采集的数据通过感应耦合通讯缆传输至海面实时通讯浮标，进而通过通讯卫星传输至岸基站，当岸基站检测到实时通讯链路中断或有误时，智能切换主浮体I动作，潜标数据进行定时通讯。

2.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述子浮体位于水面以下50-60米位置处，所述第一数据与控制电子仓储存通讯潜标观测仪器设备的观测数据，将数据通过RS485总线或感应耦合通讯缆传输至海面实时通讯浮标。

3.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述主浮体I位于水面以下500-600米位置处，所述第一上打和下打的声学多普勒流速剖面仪通过数据传输缆与所述第二数据与控制电子仓连接，所述定时释放装置与多个所述定时浮标分别通讯连接，所述第一数据与控制电子仓和感应耦合温盐链上的各类传感器通过感应耦合通讯缆与第二数据与控制电子仓连接实现信息和指令互传。

4.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述主浮体II位于水面以下1500-1600米位置处，所述第二上打和下打的声学多普勒流速剖面仪通过数据通讯缆与所述第三数据与控制电子仓连接，第三数据与控制电子仓通过感应耦合通讯缆与第二数据与控制电子仓连接实现信息和指令互传。

5.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述感应耦合深海海流与温盐测量单元由海流计和感应耦合温盐深仪组成，位于水面以下2000米以深位置处，根据通讯潜标观测需求可在不同深度处设置多组所述感应耦合深海海流与温盐测量单元，所观测数据通过感应耦合通讯缆传输至第三数据与控制电子仓。

6.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述感应耦合温盐链位于水面以下50-1500米位置处，所述感应耦合温盐链上挂载的感应耦合温盐深传感器、感应耦合温深传感器和感应耦合温度传感器通过感应耦合通讯缆接收所述第二数据与控制电子仓指令进行工作和数据传输。

7.根据权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标，其特征在于：所述感应耦合温盐链、第一上打和下打声学多普勒流速剖面仪、第二上打和下打声学多普勒流速剖面仪和深海海流与温盐测量单元共同实现全水深温度、盐度和流速剖面的测量，所述感应耦合温盐链实现1500米以浅的温度和盐度剖面测量，所述深海海流与温盐测量单元实现2000米以深的深海温度、盐度剖面和流速剖面的测量，第一上打和下打的声学多普勒流速剖面仪实现1000米以浅的流速剖面的测量，第二上打和下打的声学多普勒流速剖面仪实现1000-2000米的流速剖面的测量。

8.采用权利要求1所述的一种智能实时通讯潜标的通讯方法，其特征在于：所述通讯方法如下：

步骤1、设定的观测时刻到达，第二数据与控制电子仓通过感应耦合通讯缆向潜标观测系统上的感应耦合温盐深传感器和感应耦合深海海流与温盐测量单元发送观测指令，第二数据与控制电子仓通过数据通讯缆向第一上打和下打声学多普勒流速剖面仪发送观测指令，第二数据与控制电子仓通过感应耦合方式对第三数据与控制电子仓发送观测指令，第三数据与控制电子仓通过数据通讯缆对第二上打和下打声学多普勒流速剖面仪发送观测指令，待所有仪器观测数据采集完成后，通过感应耦合通讯缆和数据通讯缆将所观测数据汇集至第二数据与控制电子仓，进行数据压缩、加密工作，形成剖面传感器数据及系统工作状态信息，同时第二数据与控制电子仓判断与海面实时卫星通讯浮标及岸站通讯状态是否正常，若通讯状态信息正常，进入步骤2进行实时通讯链路，若通讯状态异常或中断，进入步骤3进行定时通讯链路；

步骤2、实时通讯链路进行数据采集与传输，具体包括以下步骤：

步骤2.1、第二数据与控制电子仓采用采集间隙分包发送的方式将所汇集的潜标观测数据信息转发至第一数据与控制电子仓；

步骤2.2、所述第一数据与控制电子仓将采集到的数据以中继方式通过RS485总线或感应耦合通讯缆发给海面实时通讯浮标；

步骤2.3、海面实时通讯浮标将接收到的感应耦合温盐链上的所有温盐观测数据、第一上打和下打的声学多普勒流速剖面仪、第二上打和下打的声学多普勒流速剖面仪和深海海流及温盐测量单元采集的观测数据及系统工作状态信息按照设定频率，通过通讯卫星传回至岸基站；

步骤3、定时通讯链路进行数据采集与传输，具体包括以下步骤：

步骤3.1实时通讯状态异常或中断后，第二数据与控制电子仓采用有缆直传的方式将感应耦合温盐链上的所有温盐观测数据、第一上打和下打的声学多普勒流速剖面仪、第二上打和下打的声学多普勒流速剖面仪和深海海流及温盐测量单元采集的观测数据及系统工作状态信息转发至定时卫星通讯浮标；

步骤3.2、第二数据与控制电子仓根据实时通讯中断的时间，智能判断定时通讯浮标释放间隔，通过控制定时释放装置释放定时卫星通讯浮标，定时卫星通讯浮标上浮至海表，到达水面放后以短消息方式将数据通过通讯卫星逐条发给岸基站，以实现水下观测数据的定时回传；

步骤3.3卫星传输完成后，定时通讯浮标自毁系统触发，销毁内存数据及相关记录，保证数据的安全性；

步骤3.4第二数据与控制电子仓检测到实时通讯状态信息恢复正常时，进入步骤2进行实时通讯链路进行数据采集与传输。