CN105516646A - 一种海底观测网控制系统 - Google Patents

Abstract

一种海底观测网控制系统。本发明能够实现视频、控制命令等信息通过光纤以太网的实时双向传输，能够实现对电能质量指标和绝缘、漏水安全指标的实时监控，能够实现故障的智能处理。其中包括岸站监控子系统、主接驳盒监控子系统、次级接驳盒监控子系统；第一层次岸站监控子系统，包括监控计算机、监视器、视频解码器、网管型光交换机、服务器；第二层次主接驳盒监控子系统，系统包括网管型光交换机、以太网逻辑控制器、电压变换器、电流传感器、电压传感器、继电器；第三层次为次级接驳盒监控子系统，负责为水下摄像机、ADCP、水质仪供电和进行数据传输，该层控制系统将PAL制式视频和串行格式数据如ＲS—232，ＲS—422，ＲS—485均转换为以太网传输格式数据。

Description

一种海底观测网控制系统

技术领域

本发明属于海洋科学研究领域的一种海底观测手段，具体地是一种海底观测网控制系统。

背景技术

我国是个海洋大国，拥有丰富的海洋资源，大陆海岸线总长度超过1．8×104km，管辖海域近300×104km²。开发海洋是推动我国经济社会发展的一项战略任务，我国要加强海洋调查评价和规划，全面推进海域使用管理，加强海洋环境保护，促进海洋开发和经济发展。海底观测网络的研究与建设是目前国际海洋研究领域研究的热点。海底观测网能够获取包括海洋物理、化学、地址、生物等观测数据，这些数据涉及海洋资源与能源、气候、环境、生态等方

面，对于海洋科学研究、海洋环境保护，以及海底资源勘探与开发等都具有十分重要的意义。因此，近年来各国纷纷提出计划或投入巨资建设本国的大规模缆系海底观测系统。

目前，世界各国海底观测网的研究已经全面展开。自20世纪90年代以来，美、加、日等海洋技术发达国家纷纷开展了海底观测网的研究与建设，其中典型代表有:1998年，美国华盛顿大学与伍兹霍尔海洋研究所开展了NEPTUNE计划，加拿大于1999年6月加入。2003年，日本东京大学主持建设了海底地震观测网AＲENA(advancedreal-timeearthmonitoringnetworkinthearea)，以提供地震、海洋学和生物学等信息。

监控系统是海底长期观测系统的核心组成部分，具有最终意义的海洋监测数据是通过监控采集和传输到岸站进行显示和存储使用的，监控系统还负责监测和保护系统的安全运行。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种海底观测网控制系统，本发明能够实现视频、控制命令等信息通过光纤以太网的实时双向传输，能够实现对电能质量指标和绝缘、漏水等安全指标的实时监控，能够实现故障的智能处理。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种海底观测网控制系统，在结构上分为三个层次：岸站监控子系统、主接驳盒监控子系统、次级接驳盒监控子系统；其结构要点是：第一层次岸站监控子系统，包括监控计算机、监视器、视频解码器、网管型光交换机、服务器；第二层次主接驳盒监控子系统，安装运行于主接驳盒电子舱内，从主接驳盒内再分支出不同的次节点，系统包括网管型光交换机、以太网逻辑控制器、电压变换器、电流传感器、电压传感器、继电器，能够监控每一个次级接驳盒的供电状态(电压、电流)，并作为次级接驳盒数据传输到岸站的中继;第三层次为次级接驳盒监控子系统，负责为水下摄像机、ADCP、水质仪等设备供电和进行数据传输，该层控制系统将PAL制式视频和串行格式数据如ＲS—232，ＲS—422，ＲS—485均转换为以太网传输格式数据。

作为本发明的一种优选方案，所述岸站监控子系统的网管型光交换机采用MOXA的EDS—728，该交换机具有1GB/s的光纤接口，还具有100MB/s的网线接口，具有较强的网络管理和通信能力；所述视频解码器和光交换机通过网线连接，视频解码器的视频输出信号通过BNC视频线连接视频显示器。

进一步地，所述视频解码器采用MOXA的Dport361，所述服务器采用惠普DL385机架式刀片服务器，服务器通过网线连接光以太网交换机。

作为本发明的另一种优选方案，所述主接驳盒监控子系统的光以太网交换机采用MOXAEDS—G509，该交换机具有1GB/s的数据通信能力，通过光纤和岸站光交换机连接，光以太网交互机通过网线连接以太网逻辑控制器。

更进一步地，所述以太网逻辑控制器采用WAGO的750—881可编程逻辑控制器，用来采集主接驳盒控制系统的运行状态和接收岸站监控程序指令。

另外，所述主接驳盒监控子系统的电源管理系统包括设备有电流传感器、电压传感器、继电器，负责采集监控次级接驳盒的供电状况。

本发明的有益效果是。

本发明海底观测网控制系统的主接驳监控系统、次级接驳盒监控系统能够对各自系统的运行状态进行检测并在岸站监控系统显示。岸站监控程序显示了主接驳盒监控系统发送的主接驳盒状态数据，主要为供电电压、电流、绝缘、漏水值等信息视频监控显示是海底观测网的重要的功能。

本发明控制系统采用视频编码器压缩视频信号，采用三层交换机系统传输视频信号，在岸站监控计算机内通过软件解码并实时显示视频；实现了电能的输送和检测，实现了水面监控系统与水下监控系统数据的双向实时传输，实现了安全监控功能要求。

附图说明

图1是本发明一种海底观测网控制系统的控制系统总体结构图。

图2是本发明一种海底观测网控制系统的岸站监控系统构架连接图。

图3是本发明一种海底观测网控制系统的主接驳盒监控系统构架连接图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种海底观测网控制系统的控制系统总体结构图。图中包括岸站监控子系统、主接驳盒监控子系统、次级接驳盒监控子系统；第一层次岸站监控子系统，包括监控计算机、监视器、视频解码器、网管型光交换机、服务器；第二层次主接驳盒监控子系统，安装运行于主接驳盒电子舱内，从主接驳盒内再分支出不同的次节点，系统包括网管型光交换机、以太网逻辑控制器、电压变换器、电流传感器、电压传感器、继电器，能够监控每一个次级接驳盒的供电状态(电压、电流)，并作为次级接驳盒数据传输到岸站的中继;第三层次为次级接驳盒监控子系统，负责为水下摄像机、ADCP、水质仪等设备供电和进行数据传输，该层控制系统将PAL制式视频和串行格式数据如ＲS—232，ＲS—422，ＲS—485均转换为以太网传输格式数据。

如图2所示实施例，为本发明一种海底观测网控制系统的岸站监控系统构架连接图。图中，岸站监控子系统的网管型光交换机采用MOXA的EDS—728，该交换机具有1GB/s的光纤接口，还具有100MB/s的网线接口，具有较强的网络管理和通信能力；视频解码器和光交换机通过网线连接，视频解码器的视频输出信号通过BNC视频线连接视频显示器；视频解码器采用MOXA的Dport361，所述服务器采用惠普DL385机架式刀片服务器，服务器通过网线连接光以太网交换机。

如图3所示实施例，为本发明一种海底观测网控制系统的主接驳盒监控系统构架连接图。图中，主接驳盒监控子系统的光以太网交换机采用MOXAEDS—G509，该交换机具有1GB/s的数据通信能力，通过光纤和岸站光交换机连接，光以太网交互机通过网线连接以太网逻辑控制器；以太网逻辑控制器采用WAGO的750—881可编程逻辑控制器，用来采集主接驳盒控制系统的运行状态和接收岸站监控程序指令；主接驳盒监控子系统的电源管理系统包括设备有电流传感器、电压传感器等、继电器等，负责采集监控次级接驳盒的供电状况。

Claims (6)

1.一种海底观测网控制系统，其中岸站监控子系统、主接驳盒监控子系统、次级接驳盒监控子系统；其特征在于：第一层次岸站监控子系统，包括监控计算机、监视器、视频解码器、网管型光交换机、服务器；第二层次主接驳盒监控子系统，安装运行于主接驳盒电子舱内，系统包括网管型光交换机、以太网逻辑控制器、电压变换器、电流传感器、电压传感器、继电器;第三层次为次级接驳盒监控子系统，负责为水下摄像机、ADCP、水质仪设备供电和进行数据传输，该层控制系统将PAL制式视频和串行格式数据如ＲS—232，ＲS—422，ＲS—485均转换为以太网传输格式数据。

2.根据权利要求1所述的一种海底观测网控制系统，其特征在于：所述岸站监控子系统的网管型光交换机采用MOXA的EDS—728；所述视频解码器和光交换机通过网线连接，视频解码器的视频输出信号通过BNC视频线连接视频显示器。

3.根据权利要求2所述的一种海底观测网控制系统，其特征在于：所述视频解码器采用MOXA的Dport361，所述服务器采用惠普DL385机架式刀片服务器，服务器通过网线连接光以太网交换机。

4.根据权利要求１所述的一种海底观测网控制系统，其特征在于：所述主接驳盒监控子系统的光以太网交换机采用MOXAEDS—G509；通过光纤和岸站光交换机连接，光以太网交互机通过网线连接以太网逻辑控制器。

5.根据权利要求4所述的一种海底观测网控制系统，其特征在于：所述以太网逻辑控制器采用WAGO的750—881可编程逻辑控制器。

6.根据权利要求１所述的一种海底观测网控制系统，其特征在于：所述主接驳盒监控子系统的电源管理系统包括设备有电流传感器、电压传感器、继电器。