CN112952434A - 一种用于水下的科学仪器插座总成及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于水下的科学仪器插座总成，其包括密封外壳以及位于密封外壳中的电源电路、MCU控制板、第一光纤网口转换模块以及串口转网口模块，还包括位于密封外壳上的接插件，接插件与串口转网口模块或光纤网口转换模块连接；第一光纤网口转换模块用于光纤与以太网的通讯转换；串口转网口模块用于串口与以太网通讯转换；MCU控制板用于接收上位机的信号，用于控制内部的其他模块以及外部连接的科学仪器；电源电路包括多个电源模块，为其他模块供电。该科学仪器插座总成能够适配各种需求的科学仪器，且与光电复合缆搭配，解决串口通讯距离短的弊端，大大增加监测范围。可以实时反馈插座的位置，方便打捞。

Description

一种用于水下的科学仪器插座总成及其应用
技术领域
本发明涉及水下电子设备技术领域，具体涉及一种用于水下的科学仪器插座总成及其应用。
背景技术
海洋是一个待深入开发的藏宝库，进行海洋环境监测和资源开发时，需要使用到各种观测仪器，但各类观测仪器的数据传输协议和工作电压多有不同。因此，当需要使用不同类的观测仪器协同工作时，若没有统一接插的中控设备，则需将每个观测仪器通过线缆分别连上岸，不仅成本高、布放工程量大，而且部分传输协议有最大通信距离限制，导致监测深度和范围受限。此外，各类观测仪器的控制管理也会变得十分混乱。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于水下的科学仪器插座总成及其应用，将所需要的观测仪器数据接口统一转换成网口，网口再转成可长距离传输的光纤，最终数据通过光纤传输，各传感器的电源由科学仪器插座模块内部的电源模块提供。
一种用于水下的科学仪器插座总成，该插座总成包括密封外壳、位于密封外壳上的各类接插件，以及位于所述密封外壳内的电源电路、MCU控制板、第一光纤网口转换模块以及串口转网口模块，所述各类接插件与串口转网口模块或光纤网口转换模块连接；
所述第一光纤网口转换模块用于光纤与以太网的通讯转换；
所述串口转网口模块用于串口与以太网通讯转换；
所述MCU控制板用于接收上位机的信号，用于控制内部的其他模块以及外部连接的科学仪器；
所述电源电路包括多个电源模块，为其他模块供电。
一种基于科学仪器插座总成的水下观测仪器监测系统，该系统包括上述的科学仪器插座总成、观测仪器、岸基站、上位机；
所述的岸基站为岸上的中转站，包括第二光纤网口转换模块和总电源，第二光纤网口转换模块将上传的光纤信号转换成以太网或者将上位机的控制信号转换成光纤；总电源通过光电复合缆将大电压传送给到科学仪器插座模块的电源电路，最终转换成观测仪器和科学仪器插座模块中各模块所需的低电压；
所述岸基站与上位机进行通讯；
所述上位机包括上位人机交互模块，用于实时显示所述科学仪器插座总成的操作信息和内部监控信息，并接收观测仪器的信号，发出控制信号，通过岸基站、光纤网口转换模块、串口转网口模块最终传输到MCU控制板。
进一步地，所述科学仪器插座模块的外壳由POM工程塑料制成。
进一步地，所述MCU控制板内部带有温湿度传感器和姿态传感器，对科学仪器插座模块进行检测和总体的定位，所得数据实时显示在上位机界面。
进一步地，所述光电复合缆通过所述科学仪器插座总成的顶部密封盖向外部引出，与岸基站连接；且光电复合缆与所述顶部密封盖之间的空腔密封连接。
进一步地，所述光电复合缆的内芯包括电源线以及光纤。本发明的有益效果如下：
本发明的科学仪器插座总成能够适配各种需求的科学仪器，且与光电复合缆搭配，解决串口通讯距离端的弊端，大大增加监测范围。监测系统可以实时反馈插座的位置，方便打捞。
附图说明
图1为本发明的基于科学仪器插座总成的水下观测仪器监测系统的结构示意图；
图2为水下观测仪器监测系统的交互示意图；
图中，观测仪器1、科学仪器插座总成2、光电复合缆3、电缆4、岸基站5、上位机6、接插件7。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的水下观测仪器监测系统包括观测仪器1、科学仪器插座总成2、光电复合缆3、电缆4、岸基站5、上位机6。其中，观测仪器1通过电缆4连接在科学仪器插座总成2上，岸基站5通过光电复合缆3与科学仪器插座总成2连接。岸基站5与上位机6通过有线或无线的方式进行通讯。
如图1和2所示，本发明的科学仪器插座总成2包括密封外壳、位于密封外壳上的各类接插件，以及位于密封外壳内的电源电路24、MCU控制板23、第一光纤网口转换模块21以及串口转网口模块22，各类接插件与串口转网口模块22或光纤网口转换模块21连接。
第一光纤网口转换模块21用于光纤与以太网的通讯转换，串口转网口模块22用于串口与以太网通讯转换。
MCU控制板23用于接收上位机6的信号，用于控制内部的其他模块以及外部连接的观测仪器1。例如，控制电源电路24的输出，达到控制观测仪器1工作开关的目的。
电源电路24包括多个电源模块，可以提供24V、12V、5V等电源，可以给传感器、MCU控制板23、串口转网口模块22和光纤网口转换模块21供电。
科学仪器插座模块2可以搭配不同电压不同通信模式的观测仪器，如：12V电压RS485通信的传感器、12V电压以太网通信的传感器、24V电压以太网通信的摄像头等；当需要更换观测仪器时，可以拧下接插件7更换，接插件7公头有另外的灌封胶防水，母头由橡胶圈密封。
科学仪器插座模块2可以根据需要，通过电缆4连接多个观测仪器1，科学仪器插座模块2的信号输出端为光电复合缆3，光电复合缆3通过科学仪器插座模块2的顶部密封盖的空心腔体向外部引出，光电复合缆3与科学仪器插座模块2的顶部密封盖7之间的空腔使用灌封胶封堵；光电复合缆3的内芯包括电源线以及光纤。
岸基站5为岸上的中转站，包括第二光纤网口转换模块和总电源，第二光纤网口转换模块将上传的光纤信号转换成以太网或者将上位机的控制信号转换成光纤；总电源通过光电复合缆3将大电压传送给到科学仪器插座模块2的电源电路24，最终转换成观测仪器1和科学仪器插座模块2中各模块所需的，24V、12V、5V等低电压。
岸基站5通过网线实现与上位机6的通讯。上位机6匹配有专用的上位人机界面，用于显示科学仪器插座模块2的操作信息和内部监控信息，以及与对观测仪器1作基本的指令收发；上位机6发出的控制信号，通过岸基站5、光纤网口转换模块21、串口转网口模块22最终传输到MCU控制板23。本发明的科学仪器插座模块2将采集的监测信息实时上传，上位机实时显示相关的数据。
科学仪器插座模块2的密封外壳选用POM工程塑料，使其重量轻，防腐蚀性能好。
MCU控制板内部自带有温湿度传感器和姿态传感器，可以对腔体内部进行监测和总体的定位，数据显示在上位机6的上位人机界面。
光电复合缆3可以提供较长的传输距离和较快的传输速率，使科学仪器插座模块2的的运用环境大大增加。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于水下的科学仪器插座总成，其特征在于，该插座总成包括密封外壳、位于密封外壳上的各类接插件，以及位于所述密封外壳内的电源电路、MCU控制板、第一光纤网口转换模块以及串口转网口模块，所述各类接插件与串口转网口模块或光纤网口转换模块连接；
所述第一光纤网口转换模块用于光纤与以太网的通讯转换；
所述串口转网口模块用于串口与以太网通讯转换；
所述MCU控制板用于接收上位机的信号，用于控制内部的其他模块以及外部连接的科学仪器。
所述电源电路包括多个电源模块，为其他模块供电。
2.一种基于科学仪器插座总成的水下观测仪器监测系统，其特征在于，该系统包括权利要求1所述的科学仪器插座总成、观测仪器、岸基站、上位机；
所述的岸基站为岸上的中转站，包括第二光纤网口转换模块和总电源，第二光纤网口转换模块将上传的光纤信号转换成以太网或者将上位机的控制信号转换成光纤；总电源通过光电复合缆将大电压传送给到科学仪器插座模块的电源电路，最终转换成观测仪器和科学仪器插座模块中各模块所需的低电压；
所述岸基站与上位机进行通讯；
所述上位机包括上位人机交互模块，用于实时显示所述科学仪器插座总成的操作信息和内部监控信息，并接收观测仪器的信号，发出控制信号，通过岸基站、光纤网口转换模块、串口转网口模块最终传输到MCU控制板。
3.根据权利要求1所述的用于水下的科学仪器插座模块，其特征在于，所述科学仪器插座模块的外壳由POM工程塑料制成。
4.根据权利要求1所述的用于水下的科学仪器插座模块，其特征在于，所述MCU控制板内部带有温湿度传感器和姿态传感器，对科学仪器插座模块进行检测和总体的定位，所得数据实时显示在上位机界面。
5.根据权利要求1所述的用于水下的科学仪器插座模块，其特征在于，所述光电复合缆通过所述科学仪器插座总成的顶部密封盖向外部引出，与岸基站连接；且光电复合缆与所述顶部密封盖之间的空腔密封连接。
6.根据权利要求1所述的用于水下的科学仪器插座模块，其特征在于，所述光电复合缆的内芯包括电源线以及光纤。
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