[發明專利]海底觀測網絡節點故障診斷系統

無效

• 申請號: 201210008142.3
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102571435A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 杜立彬;呂斌;賀海靖;江守和;曲君樂;吳承璇;李正寶;劉杰;王秀芬
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本發明屬于深海觀測系統技術領域，具體地說，是涉及一種對海底觀測網絡節點的運行狀況進行檢測與維護的故障診斷系統。

背景技術

海底觀測網絡系統能夠提供多要素、多學科的長期、綜合、實時觀測，可以應用于包括基礎科學研究、資源與能源、勘探開發利用、災害與環境保護、航海等多方面研究領域，以滿足國家海洋安全最基本的海底、水體和海面各種要素的需求。

節點控制系統是海底觀測網絡中的基本單元與核心部分,?它是一種基于水下的電能和信息集中、轉換和處理的自動控制機電裝置,是傳感器、監測設備、路由器、以太網交換機等與分支網或主干網進行電氣和數據連接的接口設備。節點包括含有光纖數據傳輸接口、水密接頭的接駁盒、能源接口、傳感器及外設接口，它是數據傳輸的中繼器或終端，是長期監測深海環境的最佳平臺，因此，節點的異常與故障排除是整個海底觀測網絡系統能否長期穩定運行的關鍵所在。一旦海底觀測網絡的節點控制系統發生嚴重故障，將會帶來高昂的維修成本，甚至不可修復，因此，節點控制系統的故障診斷與維護具有重大的現實意義和應用價值。

為了保障節點處于良好的運行狀態，需要先進的節點故障診斷技術和設備對節點進行監控，并對出現的故障情況進行應急處理。而目前市場上還沒有完善的海底觀測網絡節點故障診斷系統，無法滿足節點控制系統的故障診斷與維護需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種針對海底觀測網絡節點而設計的故障診斷系統，以實現對海底觀測網絡節點的故障診斷與維護。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種海底觀測網絡節點故障診斷系統，包括用于監測海底觀測網絡節點中能源供電模組運行狀況的能源故障診斷子系統、用于監測海底觀測網絡節點內部傳感器運行狀況的節點艙體內部故障診斷子系統、用于監測海底觀測網絡節點外接傳感器及設備運行狀況的節點艙體外部故障診斷子系統、用于信號采集與處理的節點主控電路板、以及用于遠程監控海底觀測網絡節點運行狀況及數據管理的岸站；所述節點主控電路板分別與能源故障診斷子系統、節點艙體內部故障診斷子系統和節點艙體外部故障診斷子系統相連接，采集運行狀況檢測信號，并與岸站連接通信。

優選的，所述節點主控電路板通過光電復合線纜連接岸站，岸站通過光電復合線纜中的電纜向節點主控電路板輸送供電電源，所述供電電源經由節點系統中的電源模塊轉換成節點系統中各用電負載所需的工作電源，為各用電負載供電；岸站與節點主控電路板之間的通信數據和控制信號經由光電復合線纜中的光纖以光信號的形式傳輸。

進一步的，在所述節點主控電路板上設置有用于傳輸數字信號的開關量輸入檢測電路、用于接收模擬信號并進行模數轉換的ADC模數轉換電路、用于數據通信的串口通訊電路、以及分別與所述的開關量輸入檢測電路、ADC模數轉換電路和串口通訊電路對應連接的處理器。

又進一步的，在所述能源故障診斷子系統中包含有能源供電模組、單片機、短路漏電保護控制單元、能源模塊開關控制單元以及串口通訊電路；在所述能源供電模組中包含有N路并聯的能源模塊，所述N為大于1的自然數，連接在供電線路中用于對高壓供電電源進行降壓變換；所述能源模塊在發生短路故障時輸出短路信號，通過單片機控制短路漏電保護控制單元切斷高壓供電電源與發生短路故障的一路能源模塊的供電線路；所述能源模塊在其輸出的電壓或電流出現異常時，輸出供電故障信號，通過單片機控制能源模塊開關控制單元切斷發生電壓或電流故障的一路能源模塊的電源輸出線路，利用其它無故障的能源模塊轉換輸出低壓直流電源。

對于能源模塊的投切控制，優選采用以下兩種控制方案：

一種是，通過所述能源模塊輸出的短路信號和供電故障信號直接傳輸至單片機，一方面通過單片機生成控制信號輸出至短路漏電保護控制單元或者能源模塊開關控制單元，以切斷高壓供電電源與發生短路故障的一路能源模塊的供電線路或者切斷發生電壓或電流故障的一路能源模塊的電源輸出線路；另一方面通過單片機生成短路故障編碼和電壓/電流超限故障編碼，經由串口通訊電路發送至節點主控電路板上的處理器，通過處理器上傳至岸站。