[發(fā)明專利]海洋環(huán)境非接觸式通用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310537853.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103544829A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧云;高坤;李紅志;張孝薇;姜飛;車亞辰;王磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋技術(shù)中心
• 主分類號(hào): G08C19/00
• 分類號(hào): G08C19/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋測(cè)量?jī)x器，特別是涉及遠(yuǎn)距離非接觸方式的數(shù)據(jù)采集傳輸儀器裝置。

背景技術(shù)

大尺度、多要素、長(zhǎng)時(shí)序海洋水下環(huán)境實(shí)時(shí)觀測(cè)是構(gòu)建現(xiàn)代海洋環(huán)境立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)的重要手段，而包含各種溫度、電導(dǎo)率、深度、葉綠素、海流等多要素的海洋水下傳感測(cè)量系統(tǒng)則是獲取海洋水下環(huán)境數(shù)據(jù)的重要組成部分。

實(shí)時(shí)獲取大尺度、多要素的海洋水下環(huán)境數(shù)據(jù)所采取的方式主要是通過科考船搭載各類多參數(shù)測(cè)量?jī)x器到深遠(yuǎn)海進(jìn)行定期觀測(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是觀測(cè)站位可以隨機(jī)改變。但是，其不足也顯而易見：一是這種方式受制于天氣影響，不能隨時(shí)觀測(cè)，而其所獲取的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)序短、樣本少，難以滿足海洋科學(xué)研究、海洋災(zāi)害預(yù)警、海洋環(huán)境保護(hù)、軍事海洋環(huán)境保障對(duì)海洋環(huán)境即時(shí)數(shù)據(jù)的需求；二是動(dòng)用船只遠(yuǎn)航耗資巨大，常態(tài)化觀測(cè)時(shí)經(jīng)濟(jì)成本壓力使得航期、航程均受到不同程度影響。因此，國(guó)際上發(fā)達(dá)海洋國(guó)家目前主要開展由各種類型海洋環(huán)境觀測(cè)平臺(tái)（浮標(biāo)、潛標(biāo)、海底觀測(cè)平臺(tái)）相互補(bǔ)充、構(gòu)筑立體觀測(cè)網(wǎng)對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行大尺度、多要素、長(zhǎng)時(shí)序的常態(tài)化、業(yè)務(wù)化觀測(cè)。

現(xiàn)有大部分海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器自身并不具備長(zhǎng)距離、大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)哪芰?，因此在深遠(yuǎn)海監(jiān)測(cè)時(shí)，它們所觀測(cè)的海洋水下環(huán)境數(shù)據(jù)只能儲(chǔ)存在自身的數(shù)據(jù)記錄器中，無法實(shí)時(shí)將所觀測(cè)的數(shù)據(jù)在水下進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸。同時(shí)，因?yàn)椴煌瑖?guó)家生產(chǎn)、不同類型海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器設(shè)備的硬件接口、軟件協(xié)議也各不相同，致使實(shí)際使用中沒有一種可以通用的水下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠與不同海洋測(cè)量?jī)x器兼容并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與長(zhǎng)距離傳輸。

圖1顯示現(xiàn)有海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器接入海洋環(huán)境觀測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行自容測(cè)量的配置狀況。如圖1所示，在海洋環(huán)境觀測(cè)平臺(tái)1的浮標(biāo)水下系留鋼纜3不同深度上固定了不同類別的自容式觀測(cè)的海洋測(cè)量?jī)x器2，這些海洋測(cè)量?jī)x器2的測(cè)量傳感器將所觀測(cè)的海洋水下環(huán)境數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在海洋測(cè)量?jī)x器的數(shù)據(jù)記錄器中，無法實(shí)時(shí)將所觀測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸出去。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器自身沒有實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸能力，本實(shí)用新型推出了海洋環(huán)境非接觸式通用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其目的在于利用海洋觀測(cè)平臺(tái)的系留塑包鋼纜與海水作為傳輸介質(zhì)，通過信號(hào)耦合器構(gòu)成信號(hào)感應(yīng)耦合回路完成數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離傳輸。

本發(fā)明公開的海洋環(huán)境非接觸式通用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)由傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀和終端通信控制器組成，傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀和終端通信控制器分別固定在系留海洋觀測(cè)平臺(tái)的塑包鋼纜上，傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀與水下海洋測(cè)量傳感器連接，終端通信控制器與海洋觀測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)記錄發(fā)射儀連接。

傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀包括信號(hào)耦合器、數(shù)據(jù)采集傳輸模塊、電池倉(cāng)、多用水密插座、耐壓水密殼體，信號(hào)耦合器、數(shù)據(jù)采集傳輸模塊、電池倉(cāng)置于圓柱狀結(jié)構(gòu)的耐壓水密殼體內(nèi)，數(shù)據(jù)采集傳輸模塊連接電池倉(cāng)、多用水密插座和信號(hào)耦合器，多用水密插座置于耐壓水密殼體上。

終端通信控制器包括信號(hào)耦合器、通信控制模塊、電池倉(cāng)、耐壓水密殼體，信號(hào)耦合器、通信控制模塊、電池倉(cāng)置于圓柱狀結(jié)構(gòu)的耐壓水密殼體內(nèi)，通信控制模塊連接電池倉(cāng)和信號(hào)耦合器。

傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀與終端通信控制器中各有信號(hào)耦合器。信號(hào)耦合器由兩個(gè)半圓形磁環(huán)通過螺栓對(duì)接而成，其中一個(gè)為繞有漆包線圈的半圓形磁環(huán)，另一個(gè)半圓形磁環(huán)上沒有繞制線圈。終端通信控制器中信號(hào)耦合器的繞有線圈的半圓形磁環(huán)的線圈兩端與通信控制模塊連接，傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀中信號(hào)耦合器的繞有線圈的半圓形磁環(huán)的線圈兩端與數(shù)據(jù)采集傳輸模塊連接。

本發(fā)明涉及的海洋環(huán)境非接觸式通用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)終端通信控制器和傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀均由緊固件固定在塑包鋼纜上，多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀通過多用水密插座連接各類海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器的海洋測(cè)量傳感器。塑包鋼纜從每個(gè)信號(hào)耦合器中穿過，塑包鋼纜兩端和海水導(dǎo)通，與海水形成耦合回路。傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀控制海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集觀測(cè)數(shù)據(jù)并由信號(hào)傳輸耦合回路傳輸給遠(yuǎn)處的終端通信控制器，終端通信控制器通過與其連接的海洋觀測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)記錄發(fā)射儀將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送出去。

本發(fā)明所涉及的海洋環(huán)境非接觸式通用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)卡在構(gòu)成信號(hào)傳輸耦合回路的普通塑包鋼纜上，傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸儀的安裝位置和數(shù)量均可以根據(jù)海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器的設(shè)置進(jìn)行自主配置，具有使用靈活、便利的優(yōu)勢(shì)。其多用水密插座集成了標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485等當(dāng)前大部分水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器廣為采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接口，具有兼容性高、使用范圍大的特殊優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有海洋水下環(huán)境測(cè)量?jī)x器進(jìn)行自容測(cè)量的配置示意圖；