[發明專利]智能浮標的控制系統

在審

• 申請號: 201810402332.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108762252A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 喬佳楠;黃琰;俞建成;金文明
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種智能浮標的控制系統，包括：自主規劃單元，包括智能浮標的航行狀態規劃功能、智能浮標傳感器采集策略制定功能以及評估智能浮標控制系統健康狀態功能；航行控制單元，包括智能浮標的執行驅動機構控制功能、智能浮標執行驅動機構運行狀態記錄功能以及智能浮標用電設備開關狀態管理功能；負載控制單元，包括智能浮標傳感器數據的采集及存儲功能、智能浮標傳感器數據分發功能、智能浮標傳感器運行狀態檢測功能；通信單元，包括智能浮標與其他設備之間的通信功能。本發明控制系統結構簡單、成本低廉，且具備低功耗、模塊化以及載荷通用性的特點。

技術領域

本發明涉及海洋儀器控制系統技術領域，具體地，涉及一種智能浮標的控制系統。

背景技術

智能浮標是一種新型的海洋參數觀測平臺，主要用于大尺度、長時間的海洋系統觀測任務。在智能浮標系統自身運行方面，其需具備俯仰調節能力、橫滾調節能力、浮力量調節能力；在智能浮標執行任務方面，其需具備航向控制能、工作模式轉換能力、傳感器采集方案規劃能力、自身健康程度監控能力；在智能浮標傳感器負載方面，其需具備搭載CTD、高度計、水聽器、溶解氧等多種不同接口形式的傳感器功能，并對其數據進行采集、存儲及分發；在智能浮標通信方面，考慮到全球性應用和近距離調試的可選性，其需具備衛星通信方式和無線電通信方式。綜上所述，智能浮標需要一種具備航行控制能力的、任務自主規劃能力的、兼顧負載通用性的以及具備通信能力的控制系統。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種智能浮標的控制系統。

根據本發明提供的一種智能浮標的控制系統，包括：

自主規劃單元，包括智能浮標的航行狀態規劃功能、智能浮標傳感器采集策略制定功能以及評估智能浮標控制系統健康狀態功能；

航行控制單元，包括智能浮標的執行驅動機構控制功能、智能浮標執行驅動機構運行狀態記錄功能以及智能浮標用電設備開關狀態管理功能；

負載控制單元，包括智能浮標傳感器數據的采集及存儲功能、智能浮標傳感器數據分發功能、智能浮標傳感器運行狀態檢測功能；

通信單元，包括智能浮標與其他設備之間的通信功能；

所述航行控制單元與所述自主規劃單元、所述負載控制單元和所述通信單元之間存在信息雙向交互關系，所述自主規劃單元和所述負載控制單元存在信息雙向交互關系，所述負載控制單元和所述通信單元存在信息雙向交互關系，所述通信單元與外部設備存在信息雙向交互關系。

較佳的，所述自主規劃單元為具備高性運算能力的信息處理單元；所述航行狀態規劃功能根據智能浮標工作環境和工作目標自主規劃航行狀態；所述智能浮標傳感器采集策略根據智能浮標工作環境和工作目標自主制定傳感器采集周期、采集頻率、開關狀態等工作策略；所述智能浮標控制系統健康狀態評估功能通過自主規劃單元與航向控制單元進行定時健康信息交互，實現模塊間健康狀態評估功能。

較佳的，所述航行控制單元為具備低功耗可休眠的數據處理單元；所述執行驅動機構控制功能實現對智能浮標俯仰角執行機構進行位置控制、對智能浮標橫滾角執行機構進行位置控制、對浮力量執行機構進行位置控制；所述執行驅動機構運行狀態記錄功能實現對智能浮標俯仰角執行機構、橫滾角執行機構、浮力量執行機構的運動狀態以進行記錄；所述智能浮標用電設備開關狀態管理功能實現對智能浮標控制系統內涉及的傳感器、電子芯片進行電源開關控制。

較佳的，所述負載控制單元為具備低功耗可休眠的數據處理單元；所述傳感器數據的采集與存儲功能根據系統需求實現對傳感器信息采集與存儲為可解讀數據；所述傳感器數據分發功能根據系統需求實現對數據不同采樣率、不同通信通道的數據發送；所述傳感器運行狀態檢測功能對傳感器是否存在故障信息進行檢測，并具備一定的傳感器故障恢復功能。