CN113721641A - 深海数据采集系统 - Google Patents

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CN113721641A
CN113721641A CN202111028008.5A CN202111028008A CN113721641A CN 113721641 A CN113721641 A CN 113721641A CN 202111028008 A CN202111028008 A CN 202111028008A CN 113721641 A CN113721641 A CN 113721641A
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迟书凯
葛宪威
解则晓
韩涛
贾威
郭鹏毅
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Ocean University of China
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    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0692Rate of change of altitude or depth specially adapted for under-water vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明提供一种深海数据采集系统,应用于水下数据采集器。数据采集系统包括:水下控制器;水下数据采集单元:与水下控制器通信,可接收水下控制器的指令以启动数据采集任务,并将采集数据反馈至水下控制器;水上控制器;数据传输系统:包括水下水声通信机、水上水声通信机;水下水声通信机、水上水声通信机分别与水下控制器和水上控制器通信,且二者间可相互通信;数据采集单元包括:气压传感器、姿态传感器等;密封舱安装有配重,配重连接有抛载电机,与水下控制器连接,可控制配重与密封舱之间的连接。水下数据采集系统可被搭载在水下探测设备上,支持不同水深作业,直到全海深。可以精确的在全海深进行原位数据采集,获得其真实特性。

Description

深海数据采集系统
技术领域
本发明涉及水下探测技术领域,具体涉及一种深海数据采集系统。
背景技术
深海探测技术需要进行深海数据的采集。由于深海环境的特殊性,数据采集难度大。现有技术中,深海数据采集测试方法主要依赖采样测试或声学测量的方法,均无法复刻深海海底的真实环境。
采用适用于深海的探测平台搭载深海探测器,投放至海底,可直接采集更真实的深海数据。但深海平台探测系统的限制较多:深海环境下,探测平台及传感器的功耗高,可拓展性差,受水声带宽限制,长距离水下和水上通信机制不成熟,无法支持较大数据量的即时传输,且可能造成数据丢包现象。同时,由于水声通信机的频率有限,水上和水下通信间隔较长,甲板监控单元获取的水下信息非常有限,给甲板单元对装置状态及采集数据的观测带来困难。
以上限制造成了深海数据采集系统的稳定性差、可靠性低、自主性不高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题之一,提供一种适用于深海的数据采集系统,以实现对全深海环境的全方位感知。
一种深海数据采集系统,应用于水下数据采集器,所述水下数据采集器包括密封舱,所述数据采集系统包括:
水下控制器:设置于水下密封舱内;
水下数据采集单元:与水下控制器通信,可接收水下控制器的指令以启动数据采集任务,并将采集数据反馈至水下控制器;所述数据采集单元与水下控制器之间采用隔离;
水上控制器;
数据传输系统:包括水下水声通信机、水上水声通信机;所述水下声通信机、水上水声通信机分别与水下控制器和水上控制器通信,且二者间可相互通信,以实现水上控制器与水下控制器之间的通信,将水下数据采集单元采集的水下数据传递至水上控制器;
声通机由水下端上传数据时,将通信间隔内多条数据打包上传,水上端分包解析、显示,构建信息随深度轴变化的完整曲线,在低频率的通信间隔内获取更完整的监控信息。
供电单元:用于为水下控制器、数据采集单元、水下水声通信机供电;
所述数据采集单元包括:
气压传感器:设置在密封舱内,用于检测舱内气压;
姿态传感器:设置在密封舱外壁,用于检测密封舱姿态;
压力传感器:设置在密封舱外部,用于检测当前水压并估算下降深度;
高度计:设置在密封舱外部,用于检测装置离底高度;
自定义数据采集传感器:支持SPI、IIC和USART等接口的传感器完成采集任务。
所述密封舱安装有配重,所述配重连接有抛载电机,与水下控制器连接,可控制配重与密封舱之间的连接;所述配重连接有机械定时释放器,可定时断开配重与密封舱的连接。
配重同时有机械定时释放器连接,防止控制器出现问题不能回收设备。
本发明一些实施例中,所述系统包括数据存储单元,用于存储数据采集单元采集信息;所述数据存储单元包括:
水下数据存储单元:包括第一存储卡和第二存储卡,采用备份冗余存储;
水上数据存储单元:包括第三存储卡。
本发明一些实施例中,水下数据存储单元的缓存区数据定时刷新;
所述水下处理器定时将水下数据存储单元缓存区中的更新数据打包;
将数次打包后的数据写入文件,以时间命名文件后,保存在水下数据存储单元。
本发明一些实施例中,所述数据采集系统进一步包括高度计:设置在密封舱外部,用于检测装置离底高度;压力传感器:设置在密封舱外部,用于检测当前水压;
所述水下控制器被配置为:
在收到水上控制器指令后,启动水下数据采集单元工作;
或者
在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令后,根据高度计反馈数据和压力传感器的水压数据判断密封舱在水中的位置,以判断是否已到达水底,并在到达水底后,自动启动水下数据采集单元工作。
本发明一些实施例中,所述水下控制器进一步被配置为:在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令,且水下数据采集单元工作结束后,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
本发明一些实施例中,所述密封舱为真空舱;水下控制器进一步被配置为:当舱内气压传感器检测舱内气压为非真空状态时,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
本发明一些实施例中,所述系统进一步包括漏水检测电路;所述漏水检测电路输入端连接至密封舱的底部;所述水下控制器采集漏水检测电路的检测信号,进一步被配置为:在检测到密封舱漏水后,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
本发明一些实施例中,系统进一步包括:
姿态调整模块:安装在密封舱外,包括姿态调整电机和执行机构,所述姿态调整电机通电状态下可控制执行机构调整密封舱姿态;
所述水下控制系统进一步被配置为:设定密封舱的水平角度为目标值,根据姿态传感器的反馈数据,结合水平角度和姿态传感器反馈输出,生成姿态调整电机的控制信号。
本发明一些实施例中,所述供电单元被配置为:
对各低功耗装置之间采用隔离供电;
对高功耗装置采用逻辑中断保护。
本发明一些实施例中,所述数据传输系统还包括光纤系统,所述光纤系统连接水下控制器和水上控制器;
水下控制器和水上控制器在浅水区通过光纤通信,在深水区通过水声通信机通信。
本发明提供的系统有益效果在于:
1、水下数据采集系统可被搭载在水下探测设备上,支持不同水深作业,直到全海深。可以精确的在全海深进行原位数据采集,获得其真实特性。
2、通过多重环境感知功能的设计,可以全方位感知深海环境数据、装置运行状态、舱内环境数据,提高数据采集系统工作的可靠性。
3、设计了一种基于缓冲区存取的数据处理机制,解决了因重要数据采集频率过高、存储数据量大造成的软件效率低的问题,使数据的采集、存储和通信异步进行,提高了运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明水下数据采集系统逻辑结构示意图。
图2为本发明水下数据采集系统逻辑结构示意图;
图3为本发明水下数据采集系统逻辑结构示意图;
图4为本发明水下数据采集系统架构图;
图5为抛载流程示意图;
图6为供电单元电路图;
图7为高压供电中断保护电路;
图8为姿态控制原理图;
图9为漏电检测电路图;
图10为水下控制器数据采集原理图;
图11为数据存储逻辑图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明提供一种深海数据采集系统,应用于水下数据采集器。上述水下数据采集器包括密封舱,密封舱包括仪器舱,仪器舱内安置原位数据采集装置水下控制系统的电路板、电池组和板载传感器和摄像及照明等,控制系统负责控制装置自入水、下降、数据采集任务、浮出水面的整个过程,包括为各部分子系统提供供电、控制姿态调整电机、拍摄记录海底外部环境图像并存储在存储卡中、数据采集和存储任务进行及完成任务后控制抛载电机抛去负载完成回收工作。
数据采集系统包括:水下控制器、水上控制器、水下数据采集单元、数据传输系统等。
水下控制器:设置于水下密封舱内,用于密封舱内、舱外等数据采集设备的控制、水上端指令的执行等。本实施例中,水下控制器采用ARM和FPGA架构。
水下数据采集单元:与水下控制器通信,可接收水下控制器的指令以启动数据采集任务,并将采集数据反馈至水下控制器;数据采集单元与水下控制器之间采用隔离保护;采用隔离通信模块TD331S232H,将供电隔离、信号隔离、RS232通信和隔离保护集于一身。其功能可用于隔离各子系统间的信号干扰,保障控制系统避免因外部设备浸水等故障影响而引发的短路,保障系统与外部系统的通信和传感信号可靠传输,提高系统可靠性。数据采集单元自定义数据采集传感器:支持SPI、IIC和USART等接口的传感器完成采集任务。
数据采集部分预留了多种不同传感器接口以实现不同数据的采集,可根据需要自定义完成采集任务,支持SPI、IIC和USART接口的传感器。压力传感器可读取当前压力数值,进而粗略估算装置下落深度。
数据采集单元包括舱内数据采集单元和舱外数据采集单元,具体可包括如下传感器:
气压传感器:设置在密封舱内,用于检测舱内气压;
温度传感器:设置在密封舱内,用于检测舱内温度;
姿态传感器:设置在密封舱外壁,用于检测密封舱姿态;
图像采集装置:设置在密封舱外,用于采集深海水下图像,可采用摄像机;
高度计:设置在密封舱外部,用于检测密封舱与深海海底的高度。
压力传感器:设置在密封舱外部,用于检测当前水压,控制系统可根据水压判断密封舱所处水深。
当密封舱到达海底之后,数据采集单元启动数据采集工作。
水上控制器,可被设置在水上端,例如船舶甲板上。
数据传输系统:用于解决水上控制器与水下控制器之间的通信问题。提供一种多形式的通信机制。
数据传输系统包括水下水声通信机、水上水声通信机;水下水声通信机、水上水声通信机分别与水下控制器和水上控制器通信,且二者间可相互通信,以实现水上控制器与水下控制器之间的通信,将水下数据采集单元采集的水下数据传递至水上控制器。
水声通信机通过自主研发的万米级水声通信机进行数据传输,分为水上端和水下端,该通信机支持多种数据传输模式(数据模式和透传模式。其中数据模式可用于设置通信机功率、波特率和信噪比,透传模式用于传输数据)和多种功率模式(调整通信距离)。
数据采集系统与水声通信机水下端通过RS232串口实现信息互通,将实时上传的数据(将装置运行状态、深海环境感知、原位测试采集的物理量等数据)每隔500ms进行打包,由水声通信机上传至甲板单元上位机,甲板监控单元再对数据每500ms分包解析显示,构建随深度轴变化的完整曲线,在长时间的通信间隔内对状态进行完整的监控,并实时保存在甲板单元内置存储卡中。根据装置状态的不同可以设置不同的数据传输间隔:在装置下降状态,数据传输间隔为1min;在近底和坐底状态,传输间隔为10S,以尽可能的实时获取装置信息;在上浮状态,传输间隔为5min,以节省系统功耗。传输时间间隔均可从甲板监控单元进行设置。
装置与外部所有子系统和传感器的通信均采用隔离传输保护,采用隔离通信模块TD331S232H,将供电隔离、信号隔离、RS232通信和隔离保护集于一身。其功能可用于隔离各子系统间的信号干扰,保障控制系统避免因外部设备浸水等故障影响而引发的短路,保障系统与外部系统的通信和传感信号可靠传输,提高系统可靠性。
在本发明一些实施例中,数据传输系统还包括光纤系统,光纤系统连接水下控制器和水上控制器;水下控制器和水上控制器在浅水区通过光纤通信,在深水区通过水声通信机通信。
基于以上数据传输系统的结构,本装置水下控制器与水上控制器之间的数据传输支持两种方式,分别是低速的无线水声通信传输以及高速的光纤传输,在水深较浅的浅水情况下可采用光纤进行传输,传输频率高并且带宽高,适合数据采集装置数据量大、频率快的特点,但是在水深较深的情况下如万米水深,光纤容易折断,此时可选用水声通信机进行数据传输。需要说明的是,此处所述的深水和浅水,可通过人为设定水深数值的方式来区分。
供电单元:用于为水下控制器、数据采集单元、水下水声通信机供电。本发明一些实施例中,供电单元被配置为:
对各低功耗装置之间采用隔离供电;
对高功耗装置采用逻辑中断保护。
具体参考图6和图7。供电单元采用24V锂电池和稳压模块作为电源,通过降压电路,将外接24V电源转化为12V、5V、3.3V分别为摄像机、方位姿态传感器、高度计供电,为整个装置提供供电支持,水声通信机采用32V供电。在全海深极端水压背景下要求为装置供电时要有更高的可靠性,同时需要确保装置在系统故障或耐压舱出现漏水、短路等现象时不受影响。因此对于功耗较低的装置子系统选择隔离供电,对于功耗较高的选择FPGA高速逻辑中断保护。
装置采用无缆布放,由于现有水声通信机尤其万米级水声通信机技术不成熟,容易发生失联情况,不仅海底采集任务不能进行,装置也无法回收。为解决这一问题,本发明一些实施例:密封舱安装有配重,所述配重连接有抛载电机,与水下控制器连接,可控制配重与密封舱之间的连接。配重连接有机械定时释放器,可定时断开配重与密封舱的连接。
本发明一些实施例中,水下控制器被配置为:在收到水上控制器指令后,启动水下数据采集单元工作;或者在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令后,判断是否已到达水底,并在到达水底后,自动启动水下数据采集单元工作。装置可根据高度计反馈数据或压力传感器的水压数据判断密封舱在水中的位置,判断是否到达水底。
本发明一些实施例中,水下控制器进一步被配置为:在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令,且水下数据采集单元工作结束后,自动启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
具体的说,数据采集系统支持自主采集、定时采集和定时智能抛载功能。在水下端长时间未收到控制命令之后,判断水声通信机失联,此时进入自动模式,由高度计来判断装置状态。当装置离底高度小于0.8米(可根据需要设定)之后,连续进行多次判断,以确定装置已经坐底,此时装置将自动为传感器及数据采集系统上电,开展数据采集任务,采集结束之后自动启动抛载电机,装置上浮回收。
为防止高度计发生故障,装置支持定时采集和定时智能抛载功能,由甲板单元设置合适的定时时间,在到达定时之后开启数据采集任务及抛载回收任务。此外,为防止控制系统发生故障,装置配备机械定时释放器,在到达设置时间之后自动释放配重挂钩,装置抛载回收。以上功能有效使装置不完全依赖于水声通信机,保证任务顺利进行并确保装置顺利回收,大大提高了装置的可靠性和自主性。
出具采集系统支持自主采集、定时采集和定时智能抛载功能。在装置水下端长时间未收到控制命令之后,判断水声通信机失联,此时进入自动模式,由高度计来判断装置状态。当装置离底高度小于0.8米之后,连续进行多次判断,以确定装置已经坐底,此时装置将自动为传感器及数据采集系统上电,开展数据采集任务,采集结束之后自动启动抛载电机,装置上浮回收。为防止高度计发生故障,装置支持定时采集和定时智能抛载功能,由甲板单元设置合适的定时时间,在到达定时之后开启数据采集任务及抛载回收任务。此外,为防止控制系统发生故障,装置配备机械定时释放器,在到达设置时间之后自动释放配重挂钩,装置抛载回收。以上功能有效使装置不完全依赖于水声通信机,保证任务顺利进行并确保装置顺利回收,大大提高了装置的可靠性和自主性。
本发明一些实施例中,进一步提供水上、水下数据的通信方法。系统包括数据存储单元,用于存储数据采集单元采集信息;所述数据存储单元包括:
水下数据存储单元:包括第一存储卡和第二存储卡,采用备份冗余存储;可分别采用SD卡和CF卡,保障核心数据安全;对SD卡读写模式由SPI模式;
水上数据存储单元:包括第三存储卡。
基于上述结构,实现一种三重备份的数据存储结构。
本发明一些实施例中,水下数据存储单元的缓存区数据定时刷新;
所述水下处理器定时将水下数据存储单元缓存区中的更新数据打包;
将数次打包后的数据写入文件,以时间命名文件后,保存在水下数据存储单元。
具体的说:本装置对数据的存储使用了FATFS文件管理系统,具有很强的操作性和移植性。由于文件管理系统在存储数据时文件打开缓慢,而控制系统需要频繁采集大量数据,因此本装置采用如下存储方法:主程序每隔一秒进入SD卡处理函数,将缓冲区内的数据存储至短数组成为一包数据,缓冲区内的数据每500ms刷新一次,程序每次进入SD卡处理函数就将缓冲区的新数据填充进较大数组,当填充次数到10次时,则准备将数组数据写入文件。为使数据查找方便,存放的数据文件均以时间命名,每小时建立新的文件,所以在打开文件之前判断是否更新时间,若更新新的小时,则新建文件并重新命名;若未更新,则打开旧文件,将数据写入,SD卡存储一次数据结束。所有采集数据均采用txt文件格式存储。
在对数据的处理方面,设计了异步读取公共数据缓冲区,将数据采集、数据存储和数据传输进行解耦,解决了高速的传感器数据采集、数据存储任务与低速、低带宽的水声通信之间的矛盾,有效提高了软件效率;在与上位机通信和系统内部FPGA通信方面,设计了基于MODBUS协议通信机制通用的数据传输机制和数据帧格式实现数据交互的可靠性与完整性。
在全海深海底作业时,需要时刻掌握深海环境数据、装置运行数据、舱内环境数据,一旦出现突发状况如:舱内漏水、设备故障等问题导致原位测试任务无法顺利进行,装置将立刻执行抛载命令保证装置可以顺利回收。基于此,出于工作可靠性的要求,装置分别对全海深环境状态、原位测试装置状态、主控舱舱内状态、总控板状态分别进行感知设计。
通过高度计获取装置的离底高度,并且通过高度计回传的数值判断装置目前状态,当高度计回传数值为0.8m(可根据需要设定)并且数次不变后,代表装置已到达海底,装置可以控制开始原位数据采集任务。
本发明一些实施例中,密封舱为真空舱;水下控制器进一步被配置为:当舱内气压传感器检测舱内气压为非真空状态时,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
本发明一些实施例中,所述系统进一步包括漏水检测电路;漏水检测电路输入端连接至密封舱的底部;水下控制器采集漏水检测电路的检测信号,进一步被配置为:在检测到密封舱漏水后,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
参考图9,在检测舱内气压的基础上设计两路漏水比较中断,检测舱内底部是否漏水,系统设计两路运算放大电路并通过光耦隔离芯片TLP281连接FPGA引脚,将两路漏水比较点延长至舱体底部。一旦发生舱内漏水,FPGA引脚将立刻收到信号,并发出抛载指令保证装置顺利回收。
装置布放过程中,为保证装置平稳着陆,装置姿态的调整非常重要,而由于受水流影响,装置难免会出现倾斜现象,因此本发明一些实施例中,设计了闭环控制的姿态调整电机进行姿态调整。系统进一步包括:姿态调整模块:安装在密封舱外,包括姿态调整电机和执行机构,所述姿态调整电机通电状态下可控制执行机构调整密封舱姿态;
水下控制系统进一步被配置为:设定密封舱的水平角度为目标值,根据姿态传感器的反馈数据,结合水平角度和姿态传感器反馈输出,生成姿态调整电机的控制信号。
参考图8,具体的说,水下数据采集系统运行状态感知上采用方位姿态传感器获取装置下降过程的运行姿态,当出现姿态不平稳时,将控制装置周围的姿态调整电机旋转,进行姿态调整,为确保装置平稳着陆。姿态调整采用PID控制,由姿态传感器获取装置当前姿态之后,与水平角度进行比较得到误差Ep,以实际值与目标之差作为输入来对电机进行调节,当装置姿态偏离水平角度较大时,控制较强,当偏离角度小时控制较弱,有效稳定的使装置保持平稳布放。
Figure BDA0003244052990000111
其中,Kp为比例系数,Ki为积分系数,Kd为微分系数。Ep(t)为水平角度和姿态传感器反馈的密封舱实时角度的差值。
更进一步的,装置采用摄像机获取深海环境图像,配备了双照明灯,在黑暗环境下自动开启,真实记录海底环境,摄像头配备内部存储卡,对海底环境信息进行存储。装置回收浮出水面后采用水声定位和光信标双重定位精确获取装置在海平面的位置以便装置回收。
水下数据采集系统可被搭载在水下探测设备上,实现全海深的万米级海底数据采集,可以精确的在全海深进行原位数据采集,获得其真实特性。可提高水下系统安全性,万米水下分舱情况较多的前提下,可以更加确保控制舱的安全性。通过多重环境感知功能的设计,可以全方位感知深海环境数据、装置运行状态、舱内环境数据,数据采集系统工作的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深海数据采集系统,其特征在于,应用于水下数据采集器,所述水下数据采集器包括密封舱,所述数据采集系统包括:
水下控制器:设置于水下密封舱内;
水下数据采集单元:与水下控制器通信,可接收水下控制器的指令以启动数据采集任务,并将采集数据反馈至水下控制器;所述采集单元与水下控制器之间采用隔离保护;
水上控制器;
数据传输系统:包括水下水声通信机、水上水声通信机;所述水下水声通信机、水上水声通信机分别与水下控制器和水上控制器通信,且二者间可相互通信,以实现水上控制器与水下控制器之间的通信,将水下数据采集单元采集的水下数据传递至水上控制器;
供电单元:用于为水下控制器、数据采集单元、水下水声通信机供电;
所述数据采集单元包括:
气压传感器:设置在密封舱内,用于检测舱内气压;
姿态传感器:设置在密封舱内,用于检测密封舱姿态;
所述密封舱安装有配重,所述配重连接有抛载电机,与水下控制器连接,可控制配重与密封舱之间的连接;所述配重连接有机械定时释放器,可定时断开配重与密封舱的连接。
2.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述系统包括数据存储单元,用于存储数据采集单元采集信息;所述数据存储单元包括:
水下数据存储单元:包括第一存储卡和第二存储卡,采用备份冗余存储;
水上数据存储单元:包括第三存储卡。
3.如权利要求1或2所述的深海数据采集系统,其特征在于:
水下数据存储单元的缓存区数据定时刷新;
所述水下处理器定时将水下数据存储单元缓存区中的更新数据打包;
将数次打包后的数据写入文件,以时间命名文件后,保存在水下数据存储单元。
4.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述数据采集系统进一步包括高度计:设置在密封舱外部,用于检测装置离底高度;压力传感器:设置在密封舱外部,用于检测当前水压;
所述水下控制器被配置为:
在收到水上控制器指令后,启动水下数据采集单元工作;
或者
在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令后,根据高度计反馈数据和压力传感器的水压数据判断密封舱在水中的位置,以判断是否已到达水底,并在到达水底后,自动启动水下数据采集单元工作。
5.如权利要求3所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述水下控制器进一步被配置为:在一定时间阈值范围内未收到水下控制指令,且水下数据采集单元工作结束后,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
6.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述密封舱为真空舱;水下控制器进一步被配置为:当舱内气压传感器检测舱内气压为非真空状态时,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
7.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述系统进一步包括漏水检测电路;所述漏水检测电路输入端连接至密封舱的底部;所述水下控制器采集漏水检测电路的检测信号,进一步被配置为:在检测到密封舱漏水后,启动抛载电机断开配重与密封舱的连接。
8.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,进一步包括:
姿态调整模块:安装在密封舱外,包括姿态调整电机和执行机构,所述姿态调整电机通电状态下可控制执行机构调整密封舱姿态;
所述水下控制系统进一步被配置为:设定密封舱的水平角度为目标值,根据姿态传感器的反馈数据,结合水平角度和姿态传感器反馈输出,生成姿态调整电机的控制信号。
9.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述供电单元被配置为:
对各低功耗装置之间采用隔离供电;
对高功耗装置采用逻辑中断保护。
10.如权利要求1所述的深海数据采集系统,其特征在于,所述数据传输系统还包括光纤系统,所述光纤系统连接水下控制器和水上控制器;
水下控制器和水上控制器在浅水区通过光纤通信,在深水区通过水声通信机通信。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102508302A (zh) * 2011-11-01 2012-06-20 中国地质大学(武汉) 海洋双频激电仪水下主控与数据采集系统
CN102750377A (zh) * 2012-06-21 2012-10-24 深圳市谷米科技有限公司 海量数据存储和检索方法
WO2017148222A1 (zh) * 2016-02-29 2017-09-08 青岛科技大学 多传感器信息采集导航系统及方法
CN107656531A (zh) * 2016-07-26 2018-02-02 深圳华清精密科技有限公司 一种海洋机器人姿态控制方法、装置和系统
CN109278962A (zh) * 2018-10-24 2019-01-29 中国海洋大学 一种适用于全海深的无缆式海底观测平台
CN109540575A (zh) * 2018-11-16 2019-03-29 青岛海洋地质研究所 深海自主姿态调节取样系统及其姿态调节方法
WO2019127748A1 (zh) * 2017-12-27 2019-07-04 国家海洋局第一海洋研究所 一种基于水下移动平台的地震勘探系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102508302A (zh) * 2011-11-01 2012-06-20 中国地质大学(武汉) 海洋双频激电仪水下主控与数据采集系统
CN102750377A (zh) * 2012-06-21 2012-10-24 深圳市谷米科技有限公司 海量数据存储和检索方法
WO2017148222A1 (zh) * 2016-02-29 2017-09-08 青岛科技大学 多传感器信息采集导航系统及方法
CN107656531A (zh) * 2016-07-26 2018-02-02 深圳华清精密科技有限公司 一种海洋机器人姿态控制方法、装置和系统
WO2019127748A1 (zh) * 2017-12-27 2019-07-04 国家海洋局第一海洋研究所 一种基于水下移动平台的地震勘探系统
CN109278962A (zh) * 2018-10-24 2019-01-29 中国海洋大学 一种适用于全海深的无缆式海底观测平台
CN109540575A (zh) * 2018-11-16 2019-03-29 青岛海洋地质研究所 深海自主姿态调节取样系统及其姿态调节方法

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