CN105882909A - 海上安防系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海上安防系统，属于安全防护技术领域。海上安防系统包括n个尼龙防护网和（n+1）个水鼓，相邻的两个水鼓将一个尼龙防护网固定紧绷于水面上，所述的n为大于或者等于1的整数；每个水鼓包括电气系统，电气系统包括控制单元和用于探测水下目标的声呐子系统，控制单元和声呐子系统均通过总线接口连接于总线上。本发明提供的海上安防系统中的水面尼龙防护网可以阻止水面敌意快艇攻击港池内设施，航标警示灯可以对渔船、游船等船只起到警示作用，防止其误入港池，吊放声呐可以搜索、发现、识别水下蛙人等隐蔽入侵目标。

Description

海上安防系统
技术领域
本发明涉及一种海上安防系统，属于安全防护技术领域。
背景技术
随着国内外反恐形势的日益严峻，临海港口、基地也面临着恐怖小艇自杀性袭击，渔船、游艇误入，以及水下蛙人、水下无人潜器的隐蔽侦察、破坏的威胁。目前大部分港口缺少有效的防护措施，少数港口仅布放一些水面尼龙布围油栏作为一种阻止水面船只进入的物理措施，大部分港口还没有把水面安全防护措施和水下安全防护措施结合起来，形成一个水面、水下立体防护系统。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺点，本发明的目的是提供一种海上安防系统，其能够对水面安防和水下进行立体防护。
为实现所述发明目的，本发明提供一种海上安防系统，其特征在于，包括n个尼龙防护网和（n+1）个水鼓，相邻的两个水鼓将一个尼龙防护网固定紧绷于水面上，所述的n为大于或者等于1的整数；每个水鼓包括电气系统，电气系统包括控制单元和用于探测水下目标的声呐子系统，控制单元和声呐子系统均通过总线接口连接于总线上。
优选地，电气系统还包括警示子系统，警示子系统用于以对船只起到导航、警示作用。
优选地，电气系统还包括能源子系统，能源子系统包括光伏板、光伏控制器和蓄电池，所述光伏控制器通过总线接口连接于总线，其根据控制单元的指令控制光伏板以给蓄电池进行充电。
优选地，电气系统还包括定位子系统，其用于对水鼓进行定位。
与现有技术相比，本发明能达到如下有益效果：
1、本发明使用尼龙网作为水面安防系统，对自杀性快艇袭击有较好的防止作用；
2、本发明水鼓顶部安装航标警示灯，在夜间能起到导航作用，还能对非授权船只起到警示作用；
3、本发明水鼓底部安装吊放声呐，能够探测蛙人、水下潜器等水下威胁物，为后续处置提供参考依据；
4、本发明兼具水面和水下威胁防护，兼具探测和防护功能，兼具物理防护和技术防护。
附图说明
图1是本发明提供的带有航标灯的海上安防系统的组成示意图；
图2是本发明提供的水鼓的组成示意图；
图3是本发明提供的水鼓的组成的顶视图；
图4是本发明提供的水鼓的电气系统组成框图；
图5是本发明提供的电源子系统的电路图；
图6是本发明提供的电源子系统的太阳能电源的电路图；
图7是本发明提供的太阳能电源第一光伏电池单元的电路图；
图8是本发明提供的太阳能电源第二光伏电池单元的电路图；
图9为本发明提供的水下声呐组网监控系统组成框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明提供的带有航标灯的海上安防系统组成示意图。如图1所示，本发明提供的带有航标灯的海上安防系统包括2个尼龙防护网，如尼龙防护网2和尼龙防护网4；还包括和3个水鼓，如水鼓1、水鼓3和水鼓5，相邻的两个水鼓将1个尼龙防护网固定于水面上。每个水鼓顶部安装有航标警示灯，如航标警示灯206以对船只起到导航、警示作用。水鼓底部还安装有吊放声呐，如吊放声呐212用于探测水下目标。水鼓通锚链，如锚链203固定于海床上。图1虽然以水鼓具有三个、尼龙防护网具有两个为例进行了说明，但是尼龙防护网可以为n个，水鼓可以为（n+1）个，所述n为大于或者等于1的整数。当船只撞击尼龙防护网时，尼龙防护网和水鼓共同承受撞击力，起到阻止船只的作用。当海面风浪比较大时，尼龙网的孔隙可以使得大部分的风从中穿过，大大减轻系统承受的阻力，提高系统恶劣海况下的生存能力。
图2是本发明提供的水鼓的组成示意图；图3是本发明提供的水鼓的组成的顶视图。如图2-3所示，水鼓包括外壳201和水鼓的电气系统，其中，所述外壳201为钢制圆柱结构以保证水鼓的强度，其表面喷涂防腐聚脲材料以保证水鼓可以长时间在海水中工作。外壳的侧壁上对称设置有耳板，如耳板202和耳板213，耳板上设置有通孔以与尼龙防护网连接。在外壳的底部设置有定位锚链203，定位锚链203用于将水鼓进行定并系泊于海床，确保水鼓不会随风浪大幅度移动。
图4是本发明提供的水鼓的电气系统组成框图，如图4所示水鼓的电气系统包括控制单元8、声呐子系统9、警示子系统10、能源子系统7、定位子系统12和通信子系统11，它们通过总线13相连。
仍如图2-3所示，能源子系统包括太阳能电池板204、214和215，它们设置在外壳的顶部，三块太阳能电池板成等边三角形分布。能源子系统还包括不间断电池组件208，不间断电池组件208包括电池板控制器和蓄电池，电池板控制器将太阳能电池板所产生的电能充入到蓄电池中，蓄电池为控制单元、电池板控制器、声呐子系统、定位子系统、通信子系统和警示子系统提供电能。控制单元、电池板控制器和蓄电池设置在于外壳内的支架209上。
警示子系统包括警示灯控制器和航标警示灯206，警示灯控制器通过总线接口连接于总线上，根据控制单元的控制信号控制航标警示灯206的工作状态。航标警示灯206通过航标警示灯架205安装在外壳的顶部三块电池板中间空余位置。
声呐子系统包括声呐电子舱209和声呐探头212，所述声呐探头212依次通过吊放声呐缆线211、声呐电子舱209、总线接口连接于总线上。声呐电子舱209设置于外壳内的支架209上。
通信子系统包括通信模块和收发天线207，收发天线设置在外壳的顶部，通信模块通过总线接口连接于总线上，其设置在外壳内的支架209上。
工作时，声呐探头接收到声波，通过缆线传递总线，控制单元根据算法进行计算分析，如果发现有水下不明威胁物靠近，则通过通信子系统发送位置及预警信息给岸上监控中心。
图5是本发明提供的电源子系统的电路图，如图5所示，本发明提供的电源子系统包括：太阳能电源、可充电电池Ec、充电器71和DC/DC转换器72，其中，太阳能电源将光伏能源转换为电能，充电器71利用太阳能电源给可充电电池Ec充电。充电器包括MPPT控制电路。充电器71的正极输出端连接于二极管D1的正极，二极管D1的负极连接于可充电电池Ec的电源正极，可充电电池Ec的电源正极连接DC/DC转换器72的电源输入端，DC/DC转换器72的输出端提供各种直流电能，如+5V、+12V和+24V等。
本发明中的太阳能电池板204、214和215设置在外壳的顶部，三块太阳能电池板成等边三角形分布，在水鼓旋转的过程中，随着水鼓旋转的角度不同，光伏电池单元被照射的强度也不同，其产生的光电流也不同。在一段时间某块光伏电池板受到阳光的照射，其发生的光电流比较大，而处于影阴中的光伏电池板，其光电流比较小，而在光电池的串并联结构中，电源的性能总是受最劣性能的光伏电池的影响，为防止最劣性能的光伏电池的影响，本发明采用了电池板控制器，将输出处于劣势的光伏单元断开，如此可大大提高光伏电源的性能。
图6是本发明提供的电源子系统的太阳能电源的电路图。如图6所示，所述太阳能电源包括：3个电并联响应性的太阳能电池板204、214和215，用于整流的二极管D2和用于滤波的电容C1，三个太阳能电池板并联后的电源正极端连接于二极管D2的正极，二极管D2的负极连接于电容C1的第一端，电容C1的第二端连接于三个太阳能电池板并联后的公共端。每个太阳能电池板包括多个电性相串联的第一光伏电池单元，如太阳能电池板204包括第一光伏电池单元M11、M12、…M1n；太阳能电池板214包括第一光伏电池单元M21、M22、…M2n；太阳能电池板215包括第一光伏电池单元M31、M32、…M3n。
图8是本发明提供的太阳能电源的第一光伏电池单元的电路图。如图8所示，每个第一光伏电池单元包括一串电串联响应性的第二光伏电池单元73、DC/DC转换器75、控制器74、二极管D4和二极管D5，其中，第一光伏电池单元73的正输出端连接于DC/DC转换器的电源输入端，第一光伏电池单元73的公共端连接于DC/DC转换器的电源输入公共端； DC/DC转换器75将一串电串联响应性的第二光伏电池单元73输出第一直流电压转换为第二直流电压， DC/DC转换器75的电源输出端连接于二极管D4的正极端；二极管D4的负极端连接于二极管D5的正极端，同时连接第一接线端子，第一接线端子为向外提供能源的正极端；二极管D5的负极端连接第二接线端子，即向外提供的能源的共公端；二极管D5的同时连接DC/DC的输出公共端，控制器74根据第一直流电压控制DC/DC转换器的工作状态。控制器74优选为第一比较器。每个第一光伏电池单元还包括电压取样电路，电压取样电路包括串联于第一光伏电池单元73两端的电阻R1和电阻R2，比较器根据电阻R1和电阻R2相串联后的中间节点的电压控制控制DC/DC转换器的工作状态，当所采样的电压小于参考电压Vrf1时，使DC/DC转换器停止工作。本发明中设置D4的目的是，在该支路的第一光伏电池单元性能劣化时，使该路电源自动断开，设置D5的目的是防止其它路工作正常的子电源给其倒提供能源。参考电压Vrf1的选择根据经验而定。
图8是本发明提供的水鼓的第二光伏电池单元的电路图。如图8所示，每个第一光伏电池单元包括由几个光伏电池串联、并联或者混联的光伏电池单元76、DC/DC转换器77、控制器78、二极管D6和二极管D7，其中，光伏电池单元76的正输出端连接于DC/DC转换器的电源输入端，光伏电池单元76的公共端连接于DC/DC转换器的电源输入公共端； DC/DC转换器77将光伏电池单元76输出第三直流电压转换为第四直流电压， DC/DC转换器的电源输出端连接于二极管D6的正极端；二极管D6的负极端连接于二极管D7的正极端，同时连接第三接线端子，即向外提供能源的电源正极端；二极管D7的负极端连接第四接线端子，即向外提供能源的公共端，二极管D7的同时连接DC/DC的输出公共端，控制器78根据第三直流电压控制DC/DC转换器77的工作状态。控制器78优选为比较器。每个第二光伏电池单元还包括电压取样电路，电压取样电路包括串联于光伏电池单元76两端的电阻R4和电阻R5，比较器78根据电阻R4和电阻R5相串联中间的节点的电压控制控制DC/DC转换器77的工作状态。当所采样的电压小于参考电压Vrf2时，使DC/DC转换器77停止工作。本发明中设置D6的目的是，在该支路的光伏电池性能劣化时，使该路电源自动断开，设置D7的目的是防止其它路工作正常的孙电源给其倒提供能源。参考电压Vrf2的选择根据经验而定。
图9为水下声呐组网监控系统组成框图。整个水下声呐组网监控系统由声呐A1，声呐A2，……声呐An，以及岸上监控中心组成。每个声呐可以对自身探测范围内的水下威胁物进行探测、监控，发现威胁物后发送信息给岸上监控中心，n个声呐组成一个无缝水下监控网络，对水下威胁物形成无缝探测、监控网络。由于每个声呐安装于水鼓上，位置固定，便于岸上监控中心精确定位威胁物的位置后及时处置。
以上结合附图详细说明了本发明，但是本领域普通技术人员应当知道，说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种海上安防系统，其特征在于，包括n个尼龙防护网和（n+1）个水鼓，相邻的两个水鼓将一个尼龙防护网固定紧绷于水面上，所述的n为大于或者等于1的整数；每个水鼓包括电气系统，电气系统包括控制单元和用于探测水下目标的声呐子系统，控制单元和声呐子系统均通过总线接口连接于总线上。
2.根据权利要求1所述的海上安防系统，其特征在于，电气系统还包括警示子系统，警示子系统用于以对船只起到导航、警示作用。
3.根据权利要求1-2任一所述的海上安防系统，其特征在于，电气系统还包括能源子系统，能源子系统包括光伏板、光伏控制器和蓄电池，所述光伏控制器通过总线接口连接于总线，其根据控制单元的指令控制光伏板以给蓄电池进行充电。
4.根据权利要求3所述的海上安防系统，其特征在于，电气系统还包括定位子系统，其用于对水鼓进行定位。
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