[發明專利]基于波浪滑翔器的海洋環境噪聲測量裝置

有效

• 申請號: 201810071039.0
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108287018B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 劉頡;李國富;李琦;張爽;張曉娟;賈廷政;呂九紅;楊逍
• 申請（專利權）人: 國家海洋技術中心
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01D21/02
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

1.一種基于波浪滑翔器的海洋環境噪聲測量裝置，其特征在于：包括波浪滑翔器和采集控制系統，采集控制系統設置在波浪滑翔器上；

所述波浪滑翔器利用波浪起伏直接轉換為前向推進，采用太陽能為系統電源；

所述波浪滑翔器作為測量平臺，搭載海洋環境參數和噪聲測量裝置，實現定點測量和走航測量；在測量海洋環境噪聲的同時，可同步測量風速、風向、波高、波向、降雨量、流速、流向，并通過AIS獲取過往船只信息；

所述波浪滑翔器由舟型浮體、水下滑行裝置組成，舟型浮體和水下滑行裝置通過臍帶纜連接；舟型浮體分為前艙、中艙和后艙，前艙、中艙和后艙分別獨立密封，前艙、中艙和后艙的連線通過水密接插件連接；

所述采集控制系統包括嵌入式控制器、導航裝置、定位裝置、衛星通信裝置、調向裝置、存儲卡、同步接口、測量傳感器、電源管理電路、太陽能發電系統、ZigBee模塊；嵌入式控制器通過串行接口與導航裝置、定位裝置、衛星通信裝置和ZigBee模塊連接，通過輸入/輸出接口與電源管理電路連接，并通過電源管理電路實現電源管理；

所述采集控制系統的工作方式包括定點測量工作方式和走航測量工作方式，在定點測量時，海洋環境噪聲測量裝置由船只布放到測量位置，或自動航行到指定的測量位置，然后圍繞測量位置航行，氣象傳感器、波浪傳感器、雨量計、ADCP、AIS和NTD陣按照設定的工作方式同步測量，到達結束測量時間后，結束本次測量任務，在走航測量時，海洋環境噪聲測量裝置在設定的航線上航行，同時按照設定的工作方式進行測量工作，氣象傳感器、波浪傳感器、雨量計、ADCP、AIS和NTD陣按照設定的工作方式同步測量，在測量海洋環境噪聲的同時，可同步測量風速、風向、波高、波向、降雨量、流速、流向，并通過AIS獲取過往船只信息,海洋環境噪聲測量裝置完成設定的航線后，結束本次測量任務；

所述導航裝置采用電子羅盤，獲取波浪滑翔器當前的方位；

所述定位裝置采用GPS定位裝置，獲取波浪滑翔器當前的位置信息；

所述衛星通信裝置使用衛星終端，采集控制系統具備衛星通信和無線通信兩種通信方式，無線通信方式采用ZigBee模塊實現數據通信；

所述調向裝置使用舵機，通過調整舵機角度，調整波浪滑翔器的運行方向；

所述太陽能發電系統由兩組太陽能發電裝置組成，為系統供電；太陽能發電裝置由太陽能電池板、大動力聚合物鋰能電池和控制器組成；

所述測量傳感器包括氣象傳感器、波浪傳感器、雨量計、ADCP、AIS和NTD陣；

所述NTD陣中NTD的安裝位置和數量可根據需要進行調整；

所述采集控制系統采用基于ZigBee的無線通信網絡的分布式平臺采集系統，保持各個模塊功能的獨立性，確保在有模塊加入或退出時系統運行穩定；

所述ZigBee模塊為無線通信模塊，既有與嵌入式控制器通過串行接口連接的ZigBee模塊，又有分別與波浪傳感器、雨量計、AIS、ADCP、氣象傳感器連接結合的ZigBee模塊；

所述嵌入式控制器與氣象傳感器、波浪傳感器、雨量計、ADCP、AIS之間采用基于ZigBee模塊的無線通信網絡交換數據，嵌入式控制器按照設定的工作方式，定時采集并存儲測量裝置的傳感器數據，并可通過衛星通信裝置將傳感器測量的特征數據發送到岸基監控系統；

所述電源管理電路控制銥星終端+GPS、電子羅盤、ZigBee模塊、存儲卡、舵機、NTD陣、波浪傳感器+ZigBee模塊、雨量計+ZigBee模塊、AIS+ZigBee模塊、ADCP+ZigBee模塊、氣象傳感器+ZigBee模塊的上掉電，按需上電，降低功耗，其中NTD陣通過海洋環境噪聲測量裝置供電，或者通過自身攜帶電池供電，根據測量需要選用不同的供電方式。

2.根據權利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋環境噪聲測量裝置，其特征在于：所述ZigBee天線、雨量計、氣象傳感器和AIS安裝在波浪滑翔器舟型浮體中艙的上表面。

3.根據權利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋環境噪聲測量裝置，其特征在于：所述ADCP安裝在波浪滑翔器舟型浮體后艙的下表面。

4.根據權利要求1所述的基于波浪滑翔器的海洋環境噪聲測量裝置，其特征在于：所述NTD陣固定在從波浪滑翔器舟型浮體后部引出的電纜上，電纜從舟型浮體后部加裝的支撐桿內部穿出；電纜末端安裝鉛魚，使電纜保持垂直狀態。