一種海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及深海海底觀測網(wǎng)接駁技術(shù)領域，尤其涉及一種深海海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]覆蓋地球70%的海洋是人類社會可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富，蘊藏著豐富的生物資源和礦產(chǎn)資源，對地球的生態(tài)環(huán)境和氣候變化有著重大的影響。為了更好的獲取海洋數(shù)據(jù)，方便人類更多的了解海洋，人類實用新型了許多海洋觀測裝置，海底觀測網(wǎng)是海洋觀測的重要裝置之一，海底觀測網(wǎng)絡將高壓電能和高速網(wǎng)絡通訊信號通過特殊的海纜傳到海底以支持各類傳感器及設備在海底長期運行，并將探測數(shù)據(jù)實時傳輸回岸上的基站，供工作人員分析。
[0003]然而，深海海底觀測網(wǎng)屬于靜態(tài)觀測網(wǎng)絡，屬于點觀測類型，為了更加全面立體的獲取海里數(shù)據(jù)，需要借助于移動觀測平臺，如水下自主航行器(AUV)等，因水下自主航行器由內(nèi)部電池供電，航行時間有限，需要對其進行充電，這就需要在深海海底觀測網(wǎng)上建立接駁基站，方便給水下自主航行器充電與信息傳輸。
[0004]CN 102320362 A公開了一種水下自主航信器與海底觀測網(wǎng)對接裝置，該專利闡述了海底觀測網(wǎng)接駁站的機械結(jié)構(gòu)組成，但是沒有對接駁系統(tǒng)的控制裝置進行說明，水下自主航行器與深海觀測網(wǎng)接駁基站的電路控制與電能傳輸、信號傳輸是個關(guān)鍵問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種控制穩(wěn)定、易于操作的海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)。
[0006]為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實用新型的海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)，輸入為375V直流電，經(jīng)第一繼電器后，再經(jīng)過電壓電流采樣模塊輸入到ICPT (逆變電路板)模塊，電壓電流采樣模塊用于采集輸入ICPT模塊的電壓和電流值，ICPT模塊將直流375V轉(zhuǎn)為375V交流電，供給接駁基站的充電模塊中的初級線圈，以供水下自主航行器進行充電；該控制系統(tǒng)還包括第二繼電器，其輸入為375V直流電，連接將375V直流降到24V直流的降壓模塊，降壓后的24V直流電與PLC、水下電機、導航燈、照明燈、水下攝像頭、水聲通訊裝置、電磁夾緊裝置、電子羅盤和ADCP(聲學多普勒測水流剖面儀)分別提供電源，岸基上的上位機通過網(wǎng)線將控制指令發(fā)送到PLC上，PLC輸出端有八路信號，分別控制水下電機、導航燈、照明燈、水下攝像頭、水聲通訊裝置、電磁夾緊裝置、電子羅盤和ADCP ;水下攝像頭、水聲通訊裝置、電子羅盤和ADCP均將獲取的信息反饋至PLC;
[0008]所述的水下電機用于控制接駁站的朝向，使其始終面向水下自主航行器的入塢的方向，方便水下自主航行器順利入塢并進行信號傳輸，指令下達、電能充電；
[0009]所述的導航燈用于為水下自主航行器入塢時提供引導光源，使水下自主航行器在距離接駁基站較近時候可以采用視覺導航算法入塢接駁；
[0010]所述的照明燈用于為水下攝像頭提供光源，水下攝像頭用于監(jiān)控水下自主航行器入塢的過程，并將數(shù)據(jù)通過PLC傳回上位機方便工作人員實時了解水下自主航行器入塢接駁的狀況；
[0011 ] 所述的水聲通訊裝置用于接駁基站與水下自主航行器進行通訊，實時獲取水下自主航行器的姿態(tài)信息與位置信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC，便于PLC分析與處理并將信息傳遞給上位機。
[0012]所述的電磁夾緊裝置用于在水下自主航行器入塢接駁時夾緊水下自主航行器，使其位置相對接駁基站固定，便于其與接駁基站進行電能與信號傳輸，電磁夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)可以參考CN103114774A。
[0013]所述的電子羅盤用于獲取接駁基站的朝向信息，并將信息回傳給PLC再傳回上位機，方便工作人員及時了解接駁基站的朝向信息。
[0014]所述的ADCP用于獲取接駁基站附近的洋流方向與洋流速度，并將信息回傳給PLC，為水下自主航行器入塢提供數(shù)據(jù)參考。
[0015]本系統(tǒng)基于PLC實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的控制，并通過網(wǎng)線與上位機連接，使得工作人員可以實時獲取水下自主航行器入塢接駁的數(shù)據(jù)；并且本實用新型的系統(tǒng)控制穩(wěn)定、易于操作。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0018]參照圖1，深海海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)，包括:第一繼電器2、第二繼電器3、電壓電流采樣模塊4、ICPT模塊5、接駁基站充電模塊內(nèi)的初級線圈6、降壓模塊7、PLC8、上位機9、用于控制接駁基站朝向的水下電機10、為水下自主航行器入塢提供引導光源的導航燈11、用于監(jiān)控水下自主航行器的水下攝像機13、為水下攝像頭提供光源的照明燈12、用于實時獲取水下自主航行器姿態(tài)及位置信息的水聲通訊裝置14、用于水下自主航行器入塢時將其夾緊使其位置相對接駁基站固定的電磁夾緊裝置15、用于獲取接駁基站朝向信息的電子羅盤16及用于獲取洋流方向及速度的ADCP 17 ;
[0019]375V直流電1分別輸入第一繼電器2和第二繼電器3，第一繼電器2連接電壓電流采樣模塊4，電壓電流采樣模塊4連接ICPT (逆變電路板)模塊5，電壓電流采樣模塊4用于采集ICPT模塊輸入的電壓和電流值，ICPT模塊將直流375V轉(zhuǎn)為375V交流電，供給接駁基站的充電模塊中的初級線圈6，以供水下自主航行器進行充電；第二繼電器3連接降壓模塊7，降壓模塊7將375V直流電降到24V直流，給PLC 8、水下電機10、導航燈11、照明燈12、水下攝像頭13、水聲通訊裝置14、電磁夾緊裝置15、電子羅盤16、ADCP 17 (聲學多普勒測水流剖面儀)分別提供電源，岸基上的上位機9通過網(wǎng)線將控制指令發(fā)送到PLC 8上并接收PLC 8的回傳，PLC 8輸出端有八路信號，分別連接控制水下電機10、導航燈11、照明燈12、水下攝像頭13、水聲通訊裝置14、電磁夾緊裝置15、電子羅盤16、ADCP 17 ;水下攝像頭13、水聲通訊裝置14、電子羅盤16和ADCP 17均將獲取的信息反饋至PLC 8 ；
[0020]所述的水下電機10用于控制接駁基站的朝向，使其始終面向水下自主航行器的入塢的方向，方便水下自主航行器順利入塢并進行信號傳輸，指令下達、電能充電；
[0021]所述的導航燈11用于為水下自主航行器入塢時提供引導光源，使水下自主航行器在距離接駁基站較近時候可以采視覺導航算法入塢接駁；
[0022]所述的照明燈12用于為水下攝像頭提供光源，水下攝像頭13用于監(jiān)控水下自主航行器入塢的過程，并將數(shù)據(jù)通過PLC傳回上位機方便工作人員實時了解水下自主航行器入塢接駁的狀況。
[0023]所述的水聲通訊裝置14用于接駁基站與水下自主航行器在距離較遠的時候進行通訊，實時獲取水下自主航行器的姿態(tài)信息與位置信息，并反饋至PLC。
[0024]所述的電磁夾緊裝置15用于在水下自主航行器入塢接駁時夾緊水下自主航行器，使其位置相對接駁基站固定，便于其與接駁基站進行電能與信號傳輸。
[0025]所述的電子羅盤16用于獲取接駁基站的朝向信息，并將信息回傳給PLC再傳回上位機，方便工作人員及時了解接駁基站的朝向信息。
[0026]所述的ADCP 17用于獲取接駁基站附近的洋流方向與洋流速度，并將信息反饋至PLC，為水下自主航行器入塢提供數(shù)據(jù)參考。
[0027]本系統(tǒng)基于PLC實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的控制，并通過網(wǎng)線與上位機連接，使得工作人員可以實時獲取水下自主航行器入塢接駁的數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)控制穩(wěn)定、易于操作。
【主權(quán)項】
1.海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一繼電器(2)、第二繼電器(3)、電壓電流采樣模塊⑷、ICPT模塊(5)、接駁基站充電模塊內(nèi)的初級線圈(6)、降壓模塊(7)、PLC(8)、上位機(9)、用于控制接駁基站朝向的水下電機(10)、為水下自主航行器入塢提供引導光源的導航燈(11)、用于監(jiān)控水下自主航行器的水下攝像頭(13)、為水下攝像頭提供光源的照明燈(12)、用于實時獲取水下自主航行器姿態(tài)及位置信息的水聲通訊裝置(14)、用于水下自主航行器入塢時將其夾緊使其位置相對接駁基站固定的電磁夾緊裝置(15)、用于獲取接駁基站朝向信息的電子羅盤(16)及用于獲取洋流方向及速度的ADCP(17)； 375V直流電分別輸入第一繼電器(2)和第二繼電器(3)，第一繼電器(2)連接電壓電流采樣模塊(4)，電壓電流采樣模塊(4)連接ICPT模塊(5)，用于采集輸入ICPT模塊(5)的電壓及電流值，ICPT模塊(5)用于將375V直流電轉(zhuǎn)為375V交流電，連接初級線圈(6)，第二繼電器(3)連接將375V直流電轉(zhuǎn)為24V直流的降壓模塊(7)，降壓模塊(7)分別連接PLC(8)、上位機(9)、水下電機(10)、導航燈(11)、水下攝像頭(13)、照明燈(12)、水聲通訊裝置(14)、電磁夾緊裝置(15)、電子羅盤(16)及ADCP(17); 上位機(9)連接PLC⑶，PLC(8)的八個輸出端分別連接水下電機(10)、導航燈(11)、照明燈(12)、水下攝像頭(13)、水聲通訊裝置(14)、電磁夾緊裝置(15)、電子羅盤(16)及ADCP(17)； 水下攝像頭(13)、水聲通訊裝置(14)、電子羅盤(16)及ADCP(17)將獲取的信息反饋至PLC⑶。
【專利摘要】本實用新型公開了一種海底觀測網(wǎng)接駁基站的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一繼電器、第二繼電器、電壓電流采樣模塊、ICPT模塊、初級線圈、降壓模塊、PLC、上位機、用于控制基站朝向的水下電機、為入塢提供引導光源的導航燈、水下攝像機、為水下攝像頭提供光源的照明燈、用于實時獲取水下自主航行器姿態(tài)及位置信息的水聲通訊裝置、用于水下自主航行器入塢時將其夾緊使其位置相對接駁基站固定的電磁夾緊裝置、用于獲取接駁基站朝向信息的電子羅盤及用于獲取洋流方向及速度的ADCP；本系統(tǒng)基于PLC實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的控制，并通過網(wǎng)線與上位機連接，使得工作人員可以實時獲取水下自主航行器入塢接駁的各種數(shù)據(jù)；控制穩(wěn)定、易于操作。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN205068103
【申請?zhí)枴緾N201520742730
【發(fā)明人】李德駿, 張俊有, 楊燦軍, 張濤, 林鳴威, 鄔國權(quán), 龍建, 張紹勇, 王天磊
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月23日