[實用新型]一種錨定型浮標水上電能傳輸與數據采集控制器

有效

• 申請號: 201821627024.X
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN208781033U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 李醒飛;李洪宇;王茜;謝子銘;徐佳毅;付叢叢
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種錨定型浮標水上電能傳輸與數據采集控制器，包括：電源和穩壓模塊；數據采集控制模塊；電能控制模塊；中央處理器；晶振及基準電壓模塊；其中，中央處理器的I/O端口分別與穩壓模塊、數據采集控制模塊、電能控制模塊連接。本實用新型能夠通過水上電能控制模塊，將電信號存儲到水下電能存儲模塊，為水下傳感器系統提供穩定可靠的電能供給，提高系統工作靈活性；數據采集控制模塊采集傳感器數據信息，通過北斗通訊模塊進行定位與數據傳輸并發送給遠端；電能和數據分時傳輸，過程簡單，實現全自動無人值守的數據采集、發送。

技術領域

本實用新型涉及海洋監測設備領域，涉及一種錨定型浮標水上電能傳輸與數據采集控制器。

背景技術

海洋立體監測網是一種現代化的海洋觀測設備，監測內容和項目涵蓋水文、氣象、物理、化學、生物、生態環境、污染事件等全項目、多介質、多學科的監測，并能夠對海洋環境實施業務化、全天候、不間斷的動態監測。在海洋立體監測網中，海洋浮標系統是世界各國海洋環境監測與海洋災害預報的主要手段之一，具有全天候、長期連續、定點進行監測的特點。錨定型浮標因其能測量更多參數且具有更長的生命周期而被更加廣泛的應用于海洋監測領域。

在電能供給方面，浮標系統的水下傳感器基本上都是自容式供電的，即水下傳感器系統自身攜帶電池來為自己供電，這樣不僅對水下傳感系統的功耗有較高要求，同時還限制了水下傳感器的服役壽命。數據傳輸方面，目前最成熟的水下通信技術是水聲技術，但聲波在水中散射、傳輸損耗以及回波干擾等因素使得水聲設備的研制非常困難，且聲納發送和接收裝置體積大、功耗高，不適合用在低功耗的水下傳感器這類小型設備。

基于上述原因，目前的錨定型浮標水下傳感器基本都是將測量數據存儲在內部的存儲介質上，只有將傳感器打撈上來接到計算機上才能讀取測量數據，費時費力，無法實現實時測量。

實用新型內容

為解決上述難題，本實用新型一種錨定型浮標水上電能傳輸與數據采集控制器，通過水上電能控制模塊，將電信號存儲到水下電能存儲模塊，為水下傳感器系統提供穩定可靠的電能供給；數據采集控制模塊用于獲取海洋參數和浮標位置數據，通過北斗通訊模塊進行定位與數據傳輸并發送給遠端；電能和數據分時傳輸，過程簡單，實現全自動無人值守的數據采集、發送，有效解決錨定型浮標水下傳感器的電能供給與數據實時回傳的問題。

一種錨定型浮標水上電能傳輸與數據采集控制器，其特征在于，包括：

電源和穩壓模塊，用于為整個浮標系統供電，所述穩壓模塊包括為數據采集控制模塊、電能控制模塊提供電能的第一電源電路、和為中央處理器提供電能的第二電源電路；

數據采集控制模塊，用于獲取海洋參數和浮標位置數據；

電能控制模塊，用于將電信號存儲到水下電能存儲模塊，為水下傳感器提供穩定可靠的電能供給；

電能存儲模塊，用于為水下系統存儲電能，為水質傳感器供電；

中央處理器，用于控制數據采集與電能傳輸；

晶振及基準電壓模塊，用于為中央處理器提供時鐘信號以及基準電壓。

所述中央處理器的I/O端口分別與穩壓模塊、數據采集控制模塊、電能控制模塊連接；電源與穩壓模塊相連，所述穩壓模塊連接中央處理器、電能控制模塊、數據采集控制模塊（電力線通信模塊、北斗通訊模塊）；數據采集控制模塊與電力線通信模塊、北斗通訊模塊和水質傳感器相連；電能控制模塊連接電能存儲模塊，電能存儲模塊后接水質傳感器為其供電。電能傳輸時，通過水上電能控制模塊，經過電磁耦合作用將電信號存儲到水下電能存儲模塊，為水質傳感器供電；數據傳輸時，通過數據采集控制模塊將采集到的數據信號調制為交變信號，經過電磁耦合作用將調制信號傳輸到中央處理器，再經過數據采集控制模塊進行解調得到傳感器數據信息，最后將數據信息發送給北斗衛星網絡。