[實用新型]一種適用于遙控水下作業系統的通信裝置

有效

• 申請號: 201420441594.5
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN204031218U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 秦元慶;徐國華;張琦;周純杰;夏英凱;趙寅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H04L12/26;G05B19/418
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本實用新型涉及通信裝備技術，特別涉及一種適用于遙控水下作業系統的通信裝置。

背景技術

水下作業技術是非常廣泛的領域，涉及國防軍事、水利設施建設、抗洪搶險、海洋資源開發利用等。相比于陸地，水下作業環境更加惡劣，作業系統失效后救援回收困難，易造成重大人員或財產損失。因此水下智能作業系統是典型的安全關鍵系統，需要在設計時充分考慮系統的可靠性和應急功能。隨著水下作業任務要求的不斷提高，水下作業系統的復雜度也越來越高。傳統的集中式控制結構存在主控制器負荷大、功能擴展難、容錯能力差、故障率高等缺點；而基于工業通信網絡的分布式控制結構則可以通過把控制功能下放到各本地控制器降低控制風險，提高系統的可擴展性和容錯能力。

傳統控制網絡一般采用專用網絡，如各種現場總線網絡，多為短報文數據交換，強調通信延時的確定性和傳輸可靠性。由于以太網技術具有成本低、速度高、通用性等特點，目前已經逐步應用到一些實時控制領域，以取代原有的專用網絡。為適應工業系統的實時性要求，工業以太網多采用基于時間片的分時調度方法，如Powerlink，Profinet?I/0,EPA等，或者采用集總幀的方法，如EtherCAT。這些方法都需要專用的設備或協議來實現網絡精確的時間同步，在一定程度上提高了系統的成本。而對于非實時數據，工業以太網仍采用傳統的TCP/IP協議。

實用新型內容

本實用新型提出一種適用于遙控水下作業系統的通信裝置，其特征在于，它包括水上子網絡裝置和水下子網絡裝置二部分，其中，

所述水上子網絡裝置由水上主控制器，多個水上從控制器，以及水上工業交換機，水上波分復用收發器構成，水上主控制器通過工業以太網與各水上從控制器電信號連接，并依次通過水上工業交換機和水上波分復用收發器與水下子網絡裝置電信號連接；

水下子網絡裝置由水下主控制器，多個水下從控制器，以及水下工業交換機，水下波分復用收發器構成；水下主控制器通過工業以太網與各水下從控制器電信號連接，并依次通過水下工業交換機和水下波分復用收發器與水上子網絡裝置電信號連接。

本實用新型針對大型遙控水下作業系統的實時性及可靠性要求，提出一種通信裝置，具有如下優點：

(1)通信裝置設計雙主從控制器完成并發調度，使交換機內不存在端口報文發送沖突，提高控制系統通信的確定性和實時性；

(2)本發明采用雙主從控制器有利于實現完備的通信錯誤檢測機制，保證報文的完整性及系統的自檢能力，提高系統的可靠性。

(3)本實用新型由于采用雙主從控制器可以保證在出現通信故障時具備應急回收能力。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的遙控水下作業系統網絡結構；

圖2為本實用新型提出的一種雙主從以太網調度時序圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構成對本實用新型的限定。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本實用新型提出的一種適用于遙控水下作業系統的通信裝置，如圖1所示，網絡分為水上和水下兩部分，水上主控制器，M個水上從控制器，以及水上工業交換機，水上波分復用收發器構成水上網絡，水下主控制器，N個水下從控制器，以及水下工業交換機，水下波分復用收發器構成水下網絡。M、N為大于等于1的正整數。

水上、水下子網絡裝置由水上主控制器和水下主控制器通過光纖進行遠距離數據交換。

水上主控制器負責收集M個水上從控制器對水下作業平臺的控制指令，并將這些指令打包成一個集成指令報文發送給水下主控制器。

水下主控制器接收到集成指令報文后，將控制指令分解轉發至相應的N個水下從控制器，接收這些從控制器反饋的狀態信息，并將其打包成一個水下網絡的狀態信息報文反饋給水上主控制器。

水上、水下工業交換機用于連接水上控制器和水下控制器。

水上、水下波分復用收發器用于實現信號的光電轉換和遠距離傳輸。