一種航標(biāo)燈信息接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息接收領(lǐng)域，具體涉及一種航標(biāo)燈信息接收裝置，用于接收含有水文信息的高頻率光信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002]航標(biāo)燈是一種安裝在某些航標(biāo)上用于保證船舶在夜間安全航行的交通燈。航標(biāo)燈的根本目的就是向過往的船舶傳遞水文信息，目前，航標(biāo)燈傳遞信息的方法有兩種，一種是在夜間發(fā)射光源，這種方法不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，但是傳遞的信息量較少，只能向周圍發(fā)出航行路線的地理信息，不能向船舶提供所需的大量水文信息；另一種是將采集到水文信息利用無線射頻信號(hào)向周圍發(fā)布，這種方法傳遞的信息量大，但是對(duì)于無線信號(hào)覆蓋不到的地方，船舶獲取相關(guān)信息有一定的困難，而且信號(hào)在傳遞過程中容易受到干擾。
[0003]采用傳感器收集水文信息，水文信息經(jīng)編碼模塊和調(diào)制模塊處理后轉(zhuǎn)換成時(shí)序信號(hào)，時(shí)序信號(hào)經(jīng)功放模塊放大后控制發(fā)光元件按一定時(shí)序閃爍從而向周圍船舶傳遞水文信息的方法有效克服了上述兩種方法的不足，不僅傳遞的信息量大，而且抗干擾強(qiáng)，但是該方法傳遞的是含有水文信息的高頻率光信號(hào)，在現(xiàn)有的航標(biāo)燈信息接收裝置中，高頻率光信號(hào)既不能通過無線射頻信號(hào)接收裝置識(shí)別，也不能直接通過肉眼觀察識(shí)別(頻率高于肉眼識(shí)別頻率)，因此設(shè)計(jì)和開發(fā)出一種用于接受高頻率光信號(hào)的水文信息的航標(biāo)燈信息接收裝置很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種航標(biāo)燈信息接收裝置，該裝置用于接收含有水文信息的高頻率光信號(hào)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種航標(biāo)燈信息接收裝置，包括觀望鏡、棱鏡和光電傳感器，棱鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，光信號(hào)進(jìn)入主通道經(jīng)過棱鏡時(shí)，一部分直接穿過一部分發(fā)生折射，觀望鏡上設(shè)有折射光通道，光電傳感器設(shè)在折射光通道上，光電傳感器接收折射光后產(chǎn)生光變化信號(hào)，光變化信號(hào)經(jīng)過放大和解算后得到水文信息。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)應(yīng)觀望鏡還設(shè)置有自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括反光鏡、四象限光電探測器、控制器、電機(jī)和云臺(tái)，反光鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，觀望鏡上設(shè)有反射光通道，四象限光電探測器設(shè)在反射光通道上，控制器用于接收四象限光電探測器的反饋信號(hào)并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)用于帶動(dòng)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，觀望鏡固定在云臺(tái)上。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的控制器為PLC控制器。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反光鏡可以手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)反光鏡，入射光被反光鏡反射到四象限光電探測器上。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的棱鏡為直角三棱鏡，所述直角三棱鏡的兩個(gè)直角面分別正對(duì)觀望鏡的主通道和折射光通道。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
I)光電傳感器接收折射光后產(chǎn)生光變化信號(hào)，光變化信號(hào)經(jīng)過功放和解算后得到水文信息，本發(fā)明完成了以高頻率光信號(hào)為水文信息傳遞信號(hào)的接收。
[0011]2)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)通過四象限光電探測器得到偏移信號(hào)，控制器根據(jù)偏移信號(hào)控制電機(jī)帶動(dòng)觀望鏡對(duì)準(zhǔn)航標(biāo)燈。這種對(duì)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)準(zhǔn)的自動(dòng)化和精確化，使得操作人員不必長期盯著觀望鏡進(jìn)行人工對(duì)準(zhǔn)，降低了工作強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的信號(hào)流程圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中人為對(duì)準(zhǔn)航標(biāo)燈的操作示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明中四象限光電探測器接收光信號(hào)的示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的工作原理圖。
[0016]圖中:1_航標(biāo)燈；2_折射光通道；3_光電傳感器；4_反光鏡；5_反射光通道；6-四象限光電探測器；7_電機(jī)；8-云臺(tái)；9-棱鏡；10_觀望鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018]如圖2所示，一種航標(biāo)燈信息接收裝置，包括觀望鏡、棱鏡和光電傳感器，棱鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，光信號(hào)進(jìn)入主通道經(jīng)過棱鏡時(shí)，一部分直接穿過一部分發(fā)生折射，觀望鏡上設(shè)有折射光通道，光電傳感器設(shè)在折射光通道上，如圖1所示，光電傳感器接收折射光后產(chǎn)生光變化信號(hào)，光變化信號(hào)經(jīng)過功放(通過功放模塊)和解算(按照一定協(xié)議，該協(xié)議事先確定)后得到水文?目息。
[0019]在本實(shí)施例中，所述的棱鏡為直角三棱鏡，所述直角三棱鏡的兩個(gè)直角面分別正對(duì)觀望鏡的主通道和折射光通道；所述的光電傳感器為光敏二極管。
[0020]由于船舶總是在航行，所以需要人工操作，通過觀望鏡的觀察點(diǎn)不斷調(diào)整對(duì)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)航標(biāo)燈才能獲取航標(biāo)燈的信息，由于靠船員跟蹤航標(biāo)燈是非常累的工作，為了解決這一問題，本發(fā)明在航標(biāo)燈信息接收裝置上加設(shè)了自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，如圖2、3所示，在本實(shí)施例中，所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)的反光鏡、四象限光電探測器、控制器、電機(jī)和云臺(tái)，在本實(shí)施例中，控制器采用PLC控制器(并不限于此控制器，也可以是運(yùn)動(dòng)控制卡)，電機(jī)包括X電機(jī)和Y電機(jī)，X電機(jī)和Y電機(jī)在PLC控制器控制下兩軸聯(lián)動(dòng)，反光鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上(位于棱鏡之后)，觀望鏡上設(shè)有反射光通道，四象限光電探測器設(shè)在反射光通道上，PLC控制器用于接收四象限光電探測器的信號(hào)并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)用于(通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu))帶動(dòng)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，觀望鏡固定在云臺(tái)上(X電機(jī)和Y電機(jī)分別控制云臺(tái)的左右旋轉(zhuǎn)和上下擺動(dòng)，保證觀望鏡有足夠的自由度可以對(duì)準(zhǔn)航標(biāo)燈)，如圖4所示。
[0021]其操作過程為:如圖2所示，首先旋轉(zhuǎn)反光鏡，使反光鏡與觀望鏡平行設(shè)置，此時(shí)，光信號(hào)通過三棱鏡后直接進(jìn)入人的視線，當(dāng)船員撲捉到航標(biāo)燈之后，將反光鏡轉(zhuǎn)動(dòng)45度，如圖3所示，入射光被反光鏡反射到四象限光電探測器上，使得航標(biāo)燈的光信號(hào)經(jīng)過反光鏡的反射后可以照到四象限光電探測器上，四象限光電探測器接收反射光后產(chǎn)生偏移量信號(hào)，偏移量信號(hào)經(jīng)處理(依次經(jīng)過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和偏移量計(jì)算)后輸入PLC控制器，PLC控制器向X電機(jī)和Y電機(jī)發(fā)送控制指令，電機(jī)接收指令后帶動(dòng)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過調(diào)整后，云臺(tái)上的觀望鏡對(duì)準(zhǔn)航標(biāo)燈，確保航標(biāo)燈信息接收裝置不斷接受數(shù)字航標(biāo)燈的傳輸?shù)男盘?hào)。自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)準(zhǔn)的自動(dòng)化和精確化，緩解了操作人員的工作強(qiáng)度。
[0022]在本發(fā)明中，四象限光電探測器和PLC控制器均為現(xiàn)有技術(shù)，其中，四象限光電探測器由同一芯片上的4個(gè)光敏二極管(4個(gè)光敏二極管的性能參數(shù)基本相同，一致性較好，它們之間有十字溝槽間隔)組成，4個(gè)光敏二極管相當(dāng)于直角坐標(biāo)系中的4個(gè)象限，每個(gè)象限的光敏二極管有自己的輸出，當(dāng)照射在4個(gè)象限光敏二極管上的光斑圖像位于十字形劃線的中心時(shí)，代表4個(gè)象限的光敏二極管各自的輸出相等，經(jīng)過運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)處理后，輸出為零，當(dāng)光斑產(chǎn)生相對(duì)于十字形劃線的任何位移時(shí)，都會(huì)使4個(gè)象限光敏二極管的輸出隨之變化，運(yùn)算放大器的輸出也隨之產(chǎn)生相對(duì)位移方向上的正負(fù)變化，從而可以確定物體在二維方向上的位移。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航標(biāo)燈信息接收裝置，其特征在于:包括觀望鏡、棱鏡和光電傳感器，棱鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，光信號(hào)進(jìn)入主通道經(jīng)過棱鏡時(shí)，一部分直接穿過一部分發(fā)生折射，觀望鏡上設(shè)有折射光通道，光電傳感器設(shè)在折射光通道上，光電傳感器接收折射光后產(chǎn)生光變化信號(hào)，光變化信號(hào)經(jīng)過放大和解算后得到水文信息。
2.如權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)燈信息接收裝置，其特征在于:對(duì)應(yīng)觀望鏡還設(shè)置有自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，所述的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括反光鏡、四象限光電探測器、控制器、電機(jī)和云臺(tái)，反光鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，觀望鏡上設(shè)有反射光通道，四象限光電探測器設(shè)在反射光通道上，控制器用于接收四象限光電探測器的反饋信號(hào)并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)用于帶動(dòng)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，觀望鏡固定在云臺(tái)上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種航標(biāo)燈信息接收裝置，其特征在于:所述的控制器為PLC控制器。
4.如權(quán)利要求2所述的一種航標(biāo)燈信息接收裝置，其特征在于:所述反光鏡可以手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)反光鏡，入射光被反光鏡反射到四象限光電探測器上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種航標(biāo)燈信息接收裝置，其特征在于:所述的棱鏡為直角三棱鏡，所述直角三棱鏡的兩個(gè)直角面分別正對(duì)觀望鏡的主通道和折射光通道。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種航標(biāo)燈信息接收裝置，包括觀望鏡、棱鏡和光電傳感器，棱鏡設(shè)在觀望鏡的主通道上，光信號(hào)進(jìn)入主通道經(jīng)過棱鏡時(shí)，一部分直接穿過一部分發(fā)生折射，觀望鏡上設(shè)有折射光通道，光電傳感器設(shè)在折射光通道上，光電傳感器接收折射光后產(chǎn)生光變化信號(hào)，光變化信號(hào)經(jīng)過放大和解算后得到水文信息。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了航標(biāo)燈發(fā)布的含有水文信息的高頻率光信號(hào)的接收。
【IPC分類】H04B1-06
【公開號(hào)】CN104767538
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510172917
【發(fā)明人】呂植勇, 魯盈利, 陳振康, 羅鵬舉, 劉昌偉, 阮志邦, 陶瑋凡, 何榮, 聶闖, 張琴蘭
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日