CN203203766U - 基于can总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置，包括中央控制单元和检测节点，其中检测节点设置于需要进行漏水状态检测的地方，每个检测节点和中央控制单元分别与CAN总线相连；检测节点存储有自身的CAN总线地址，用于对其自身进行漏水报警检测，并进一步对检测结果进行判断，当确认自身出现漏水情况时，生成包含自身CAN总线地址的漏水状态信息通过CAN总线发送给中央控制单元；本实用新型的中央控制单元和多个检测节点分别与CAN总线相连，可同时检测多个节点漏水状态；由于CAN总线上各检测节点和中央控制单元之间通信实时性强，漏水报警信息可实时传输至中央控制单元。

Description

基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种漏水报警装置，具体涉及一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置，应用于大型AUV（水下自主无人航行器）中对漏水状态检测报警，属于漏水报警技术领域。

背景技术

大型水下自主无人航行器（AUV）结构复杂，一般有几个舱段和众多舱外控制器，航行环境是水中，一旦发生漏水，会损坏舱内和舱外控制器内电子设备，严重威胁大型AUV自身的安全，所以大型AUV需要实时检测自身漏水情况，市场上的漏水报警装置品种繁多，但大多是单点检测方式，不可适于需要多点同时检测的大型AUV。

发明内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置。

一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置,该漏水报警装置包括中央控制单元和检测节点，其中检测节点设置的位置包括大型AUV的艏舱底部、艉舱底部、浮力艏舱底部、浮力艉舱底部和舱外控制器内部，每个检测节点和中央控制单元分别与CAN总线相连。

所述的检测节点包括检测传感器、检测电路和PC104处理板，检测传感器与检测电路连接，检测电路与PC104处理板的数字I/O口连接，PC104处理板与中央控制单元通过CAN总线连接；

其中检测传感器采用导电探头SEN；检测电路包括限流电阻丝R21、R22、R23，稳压电阻丝R24和三极管K1；

连接关系：导电探头SEN的管脚1串联电阻丝R22后连接+24V电源，导电探头SEN的管脚2串联电阻丝R23后接在三极管K1的基极上，三极管K1的发射极接地，三极管K1的集电极串联电阻丝R21后连接+5V电源，电阻丝R24的一端接在三极管K1的基极上，另一端接地，PC104处理板的数字I/O口接在三极管K1的集电极上。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的中央控制单元和多个检测节点分别与CAN总线相连,并通过CAN总线相互通信，CAN总线可连接多个检测节点，可同时检测多个节点漏水状态。

（2）本实用新型的CAN总线上各检测节点和中央控制单元之间通信实时性强，漏水报警信息可实时传输至中央控制单元。

（3）本实用新型的中央控制单元通过生成测试信息来检测其与检测节点之间是否通信正常，可及时发现问题节点。

附图说明

图1是本实用新型漏水报警装置的结构示意图。

图2是本实用新型检测节点的组成示意图。

图3是本实用新型检测节点的电路图。

图4是本实用新型检测节点的主程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实例，对本实用新型进行详细描述。

如附图1所示，本实用新型提供了一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置，该漏水报警装置包括中央控制单元和多个检测节点，其中中央控制单元和多个检测节点分别与CAN总线相连，即可利用穿舱电缆、水密电缆将各个检测节点和中央控制单元连接到CAN总线上。

检测节点设置于需要进行漏水状态检测的地方（如大型AUV的艏舱底部、艉舱底部、浮力艏舱底部、浮力艉舱底部、舱外控制器内部等），其存储有自身的CAN总线地址，用于对其检测区域的漏水报警检测，并进一步对检测结果进行判断，当确认自身出现漏水情况时，生成包含自身CAN总线地址的漏水状态信息通过CAN总线发送给中央控制单元。

为了判断中央控制单元与检测节点之间通信是否正常，以确保本装置的可靠性，本实用新型所述中央控制单元按照一定的时间间隔（如2秒），根据设定选取需要进行测试的检测节点，针对所选取的检测节点生成包含该检测节点CAN总线地址的测试信息群发给所有检测节点；检测节点接收到该测试信息后，判断测试信息中的检测节点CAN总线地址是否与自身的CAN总线地址相同，若是则生成响应信息传送给中央控制单元。

如附图2所示，检测节点包括检测传感器、检测电路和PC104处理板，检测传感器与检测电路连接，检测电路与PC104处理板的数字I/O口（DI/O）连接，PC104处理板与中央控制单元通过CAN总线连接。

如附图3所示，检测传感器采用覆铜板制成的有一定绝缘距离的导电探头SEN，灵敏度高，且导电探头的物理尺寸小，便于安装。

检测电路包括限流电阻丝R21、R22、R23，稳压电阻丝R24和三极管K1，限流电阻R22和R23减小了漏水发生时电路中电流，防止漏水信号检测电路因电流过大而烧坏，增加了电路稳定可靠度。

连接关系：导电探头SEN的管脚1串联电阻丝R22后连接+24V电源，导电探头SEN的管脚2串联电阻丝R23后接在三极管K1的基极上（b管脚），三极管K1的发射极（e管脚）接地，三极管K1的集电极（c管脚）串联电阻丝R21后接在+5V电源，电阻丝R24的一端接在三极管K1的基极上，另一端接地，PC104处理板的数字I/O口接在三极管K1的集电极上，PC104处理板与中央控制单元通过CAN总线连接。

工作原理：如果没有漏水发生，导电探头SEN的管脚1和管脚2不能导通，没有电流流过限流电阻丝R22、R23和稳压电阻丝R24，即三极管K1的be之间没有正偏压从而不能导通，即三极管K1截止（ce之间不导通），此时PC104处理板的数字I/O口（DI/O）检测到高电压+5V，当PC104处理板内部运行的主程序读取该口的电压时，得到电压+5V；如果有漏水发生，导电探头SEN的管脚1和管脚2导通，则有电流流过限流电阻丝R22、R23和稳压电阻丝R24，也使得一个正电压加到三极管K1的be之间，三极管K1因为得到正偏压而导通，即三极管K1的ce之间导通，此时PC104处理板的数字I/O口（DI/O）为低电压0V，当PC104处理板内部运行的主程序读取该口的电压时，得到电压0V。

装置主程序流程图如附图4所示，首先初始化PC104处理板的数字I/O口（DI/O）为读状态；然后读数字I/O口，若为高电压+5V，则变量loushui赋值为0，否则赋值为1；然后变量loushui赋值给loushuiArray数组的第5个元素loushuiArray[4];接着loushuiArray数组元素依次赋值，即元素loushuiArray[1]赋值给元素loushuiArray[0]，元素loushuiArray[2]赋值给元素loushuiArray[1]，元素loushuiArray[3]赋值给元素loushuiArray[2]，元素loushuiArray[4]赋值给元素loushuiArray[3]；然后累加loushuiArray数组所有的元素，当累加值等于5时，漏水信号赋值为1，否则赋值为0；PC104处理板将漏水信号通过RS422总线实时传输给中央控制单元；程序延迟1秒，又读数字I/O口，如此往复，完成检测漏水报警功能。

虽然结合附图描述了本实用新型的具体实施方式，但是对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，所做的任何修改、等同替换和改进，都视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置,其特征在于，该漏水报警装置包括中央控制单元和检测节点，其中检测节点设置的位置包括大型AUV的艏舱底部、艉舱底部、浮力艏舱底部、浮力艉舱底部和舱外控制器内部，每个检测节点和中央控制单元分别与CAN总线相连。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线的大型水下自主无人航行器用漏水报警装置,所述的检测节点包括检测传感器、检测电路和PC104处理板，检测传感器与检测电路连接，检测电路与PC104处理板的数字I/O口连接，PC104处理板与中央控制单元通过CAN总线连接；

其中检测传感器采用导电探头SEN；检测电路包括限流电阻丝R21、R22、R23，稳压电阻丝R24和三极管K1；

连接关系：导电探头SEN的管脚1串联电阻丝R22后连接+24V电源，导电探头SEN的管脚2串联电阻丝R23后接在三极管K1的基极上，三极管K1的发射极接地，三极管K1的集电极串联电阻丝R21后连接+5V电源，电阻丝R24的一端接在三极管K1的基极上，另一端接地，PC104处理板的数字I/O口接在三极管K1的集电极上。

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