CN201435140Y - 一种海洋观测数据传输装置 - Google Patents

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丁永生
曾献辉
胡一帆
许武军
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Abstract

本实用新型涉及一种海洋观测数据传输装置，包括实时数据传输系统、历史数据传输系统和太阳能供电系统；实时数据传输系统包括依次相连的光纤适配器、CDMA DTU和高增益全向天线；历史数据传输系统包括依次相连的光纤适配器、工控电脑、CDMA DTU和高增益全向天线。本实用新型能够实时采集海洋相关信息，满足海洋观测平台的无线数据传输、无人值守、长期稳定可靠地工作等需求。

Description

一种海洋观测数据传输装置
技术领域
本实用新型属远程数据无线传输技术领域，特别是涉及一种海洋观测数据传输装置。
背景技术
海洋因其地理空间的广袤性和自然环境的复杂性，使得对海洋大范围、长时间的监测非常困难。随着科学技术的发展，我国已开始在浅海开始建立立体长期观测网络，对浅海环境下的物理化学变化采用传感器和相关技术与装备进行长期的立体观测和数据采集。然而，在浅海海底安装传感器和观测设备进行长期观测，存在持续供电难度大，信息传输困难等难题，现有技术方案一般是采用大容量的电源进行供电，采用光缆或电缆进行采集数据的传输等。专利号为ZL200510055602.8的专利公开了一种海洋地震勘探数据采集记录系统，它通过以太网将数据传送到质量控制及记录工作站，以光缆为媒介来传输数据。但在浅海区无法提供交流电，更换大容量电源十分繁琐，铺设光缆也会使得施工成本及难度大、难以维护等等，因此现有的技术方案难以满足长期的海洋远程数据传输的要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实时采集海洋相关信息，满足海洋观测平台的无线数据传输、无人值守、长期稳定可靠地工作等需求的海洋观测数据传输装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海洋观测数据传输装置，包括太阳能供电系统、历史数据传输系统和实时数据传输系统，其特征在于，所述的太阳能供电系统包括一组太阳能电池组，通过一个充电控制器分别与第一铅蓄电池组和第二铅蓄电池组相连，第一铅蓄电池组中的第一有效输出与海缆接驳盒相连，第二铅蓄电池组中的第二有效输出和第三有效输出与历史数据传输系统和实时数据传输系统相连，所述的历史数据传输系统和实时数据传输系统放置在机箱中，机箱外面的海缆接驳盒通过机箱壁将其引出的第一光纤孔引入到所述的历史数据传输系统的第一光电适配器，第一光电适配器通过工控电脑与第一CDMADTU及该设备引出的高增益全向天线相连，海缆接驳盒的第二光纤孔引入到实时数据传输系统中的第二光电适配器，第二光电适配器与第二CDMADTU及该设备引出的高增益全向天线相连。
所述的第一光电适配器，将光纤输入的光信号转换为电信号，第一光电适配器通过第一串口与工控电脑连接，将数据存入工控电脑中，工控电脑再通过串口与第一CDMADTU连接，将整点历史数据通过无线CDMA发送出去；第二光电适配器，将光纤输入的光信号转换为电信号，第二光电适配器通过串口与第二CDMA DTU连接，将信息通过无线CDMA实时发送出去。
所述的太阳能供电系统提供的36V有效输出接入到海缆接驳盒给海底仪器供电，24V有效输出接入到历史数据传输系统的工控电脑给其供电，12V有效输出分别接入到历史数据传输系统的第一光电适配器和第一CDMA DTU，及实时数据传输系统的第二光电适配器和第二CDMADTU 20给其供电。
当实时数据传输系统出现故障时，历史数据传输系统能够进行实时数据传输。
有益效果
本实用新型能够实时采集海洋相关信息，满足海洋观测平台的无线数据传输、无人值守、长期稳定可靠地工作等需求，同时以太阳能电站对浮台设备进行供电，可以解决海上设备难以持续供电的现状，以CDMA无线传输方式进行数据传输，可以有效解决采用有线传输方式下铺设光缆带来的施工成本及难度大、难以维护等问题，整套系统设计紧凑，运行可靠，成本相对低廉，非常适合应用在海洋观测及信息传输领域。
附图说明
图1是本实用新型的太阳能电站结构示意图；
图2是本实用新型的历史数据和实时数据传输系统结构示意图；
图3是本实用新型的软件系统流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实用新型的太阳能供电系统，主要包括一组1100W的太阳能电池组1，一个充电控制器2，一个48V/400AH铅蓄电池组3和一个24V/800AH铅蓄电池组7。
铅蓄电池组3中的48V/100W有效输出4，通过36V的DC-DC稳压模块5，得到36V/100W有效输出6，供给海底仪器使用；另一组铅蓄电池组7中的24V/60W有效输出8，通过12V的DC-DC稳压模块9，得到12V/60W有效输出10，输出8和10均供给海上的浮台仪器使用，其中无线数据传输系统使用40W，预留20W供扩展仪器使用。
如图2所示，本实用新型的历史数据传输系统和实时数据传输系统均放置在机箱22中，机箱外面的海缆接驳盒14通过机箱壁将其引出的两组光纤11和13孔引入到前述两个系统中。历史数据传输系统主要包括一台277SM光电适配器15，一台UNO2171工控电脑16，一台H7710CDMADTU 17及该设备引出的高增益全向天线18，而实时数据传输系统主要包括一台277SM光电适配器19，一台H7710CDMA DTU 20及该设备引出的高增益全向天线21。
海缆接驳盒14引出的两组光纤中，光纤A11接入历史数据传输系统的光电适配器A15，将光信号转换为电信号，光电适配器A 15通过RS232串口12与工控电脑16连接，将数据存入工控电脑中，工控电脑16再通过RS232串口12与CDMADTUA 17连接，将整点历史数据通过无线CDMA发送出去；光纤B 13接入实时数据传输系统的光电适配器B 19，将光信号转换为电信号，光电适配器B 19通过RS232串口12与CDMA DTU B 20连接，将信息通过无线CDMA实时发送出去。
太阳能电站提供的36V有效输出6接入到海缆接驳盒14给海底仪器供电，24V有效输出8接入到历史数据传输系统的工控电脑17给其供电，12V有效输出10分别接入到历史数据传输系统的光电适配器15和CDMA DTU 17，及实时数据传输系统的光电适配器19和CDMADTU 20给其供电。
如图3所示，本实用新型的历史数据传输软件系统采用多线程技术，流程为：首先当检测仪器向历史数据传输系统发送数据时，读线程读取工控电脑的COM口收到的数据，同时放入临界缓冲区的缓冲队列1和缓冲队列2中，硬盘读写线程读取缓冲队列1里的数据，作为硬盘文件存入硬盘中；每到整点，发送线程开始将缓冲队列2里存储的前1小时的历史数据通过COM口发送给CDMA无线网络；当CDMA无线网络接收到远程控制命令时，接收线程通过COM口将命令接收进来，然后写线程再将命令通过COM口发送给检测仪器，以便控制海底检测仪器按照命令完成相关操作。
该软件系统采用了双重故障保障机制，一旦实时数据传输系统出现故障无法工作，远程监控中心会发送切换命令，软件系统接收到该命令后，会控制接收线程将缓冲队列2里的数据实时通过COM口发送给CDMA无线网络，这样历史数据传输系统就能够进行实时数据传输了，保证了在维护人员维修好实时数据传输系统之前，实时数据的传输不会中断。

Claims (3)

1.一种海洋观测数据传输装置，包括太阳能供电系统、历史数据传输系统和实时数据传输系统，其特征在于，所述的太阳能供电系统包括一组太阳能电池组(1)，通过一个充电控制器(2)分别与第一铅蓄电池组(3)和第二铅蓄电池组(7)相连，第一铅蓄电池组(3)中的第一有效输出(6)与海缆接驳盒(14)相连，第二铅蓄电池组(7)中的第二有效输出(8)和第三有效输出(10)与历史数据传输系统和实时数据传输系统相连，所述的历史数据传输系统和实时数据传输系统放置在机箱(22)中，机箱外面的海缆接驳盒(14)通过机箱壁将其引出的第一光纤孔(11)引入到所述的历史数据传输系统的第一光电适配器(15)，第一光电适配器(15)通过工控电脑(16)与第一CDMA DTU(17)及该设备引出的高增益全向天线(18)相连，海缆接驳盒(14)的第二光纤孔(13)引入到实时数据传输系统中的第二光电适配器(19)，第二光电适配器(19)与第二CDMA DTU(20)及该设备引出的高增益全向天线(21)相连。
2.根据权利要求1所述的一种海洋观测数据传输装置，其特征在于：所述的第一光电适配器(15)，将光纤输入的光信号转换为电信号，第一光电适配器(15)通过第一串口与工控电脑(16)连接，将数据存入工控电脑中，工控电脑(16)再通过串口与第一CDMA DTU(17)连接，将整点历史数据通过无线CDMA发送出去；第二光电适配器(19)，将光纤输入的光信号转换为电信号，第二光电适配器(19)通过串口与第二CDMA DTU(20)连接，将信息通过无线CDMA实时发送出去。
3.根据权利要求1所述的一种海洋观测数据传输装置，其特征在于：所述的太阳能供电系统提供的36V有效输出(6)接入到海缆接驳盒(14)给海底仪器供电，24V有效输出(8)接入到历史数据传输系统的工控电脑(16)给其供电，12V有效输出(10)分别接入到历史数据传输系统的第一光电适配器(15)和第一CDMA DTU(17)，及实时数据传输系统的第二光电适配器(19)和第二CDMA DTU(20)给其供电。
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CN101823550A (zh) * 2010-05-04 2010-09-08 浙江大学 海底观测网络节点平台
CN108199748A (zh) * 2018-01-11 2018-06-22 上海电机学院 一种用于海底观测装置的通用通信网络平台

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