CN206149321U

CN206149321U - 海底多参数观测集成平台

Info

Publication number: CN206149321U
Application number: CN201621098005.3U
Authority: CN
Inventors: 顾靖华; 丁平兴; 葛建忠; 宗海波; 韦桃源
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2026-09-29

Abstract

本实用新型提供了一种海底多参数观测集成平台，包括：数据采集模块、串口扩展模块、交换机、智能终端；所述数据采集模块、串口扩展模块分别连接至交换机的输入端口，交换机的输出端口通过光缆连接至智能终端；其中：所述数据采集模块设置有多个模拟传感器和多个数字传感器的连接接口；所述串口扩展模块设置有多个串口设备连接接口；还包括密封腔，数据采集模块、串口扩展模块、交换机均封装在所述密封腔内。本实用新型能够灵活地将多个传感器集成在一个观测平台中使用，实现海底的多参数观测，通过光纤将多个观测设备与交换机、远端智能设备相连，并构建成一个局域网，实现观测数据的快速上传。

Description

海底多参数观测集成平台

技术领域

本实用新型涉及海底观测技术领域，具体地，涉及一种海底多参数观测集成平台。

背景技术

传统的海底观测设备大都体型较大，且与配重固定安装致使重量较大，野外运输困难，对采样船只和操作人员要求较高，现场操作困难；此外这些观测设备能够观测的参数种类少，且不能及时地回传观测信息。因此对于海底这种复杂的环境，不能满足多参数的连续观测。

本实用新型提出的海底多参数观测集成平台，能够灵活地将多个传感器集成在一个观测平台中使用，实现海底的多参数观测，通过光纤将多个观测设备与交换机、远端智能设备相连，并构建成一个局域网，实现观测数据的快速上传。平台整体结构简单紧凑，能够根据实际观测要求进行串口的扩展，适用范围广。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种海底多参数观测集成平台，其结构合理，能够实现减震，避免连接线干扰各器件的检修操作。

根据本实用新型提供的海底多参数观测集成平台，包括：数据采集模块、串口扩展模块、交换机、智能终端；所述数据采集模块、串口扩展模块分别连接至交换机的输入端口，交换机的输出端口通过光缆连接至智能终端；其中：所述数据采集模块设置有多个模拟传感器和多个数字传感器的连接接口；所述串口扩展模块设置有多个串口设备连接接口。

优选地，所述智能终端通过交换机与数据采集模块、串口扩展模块上所连接的设备组成一个局域网网络。

优选地，还包括供电模块，所述供电模块通过电缆与多个观测仪器相连，所述观测仪器包括：与串口扩展模块相连的多个串口设备、与数据采集模块相连的多个模拟传感器和多个数字传感器。

优选地，所述供电模块包括：多路12V直流电输出端口和多路5V直流电输出端口。

优选地，还包括密封腔，数据采集模块、串口扩展模块、交换机均封装在所述密封腔内。

优选地，还包括水下摄像头，所述水下摄像头与交换机电连接。

优选地，所述智能终端设置有显示光缆传输数据的显示器。

优选地，数据采集模块、串口扩展模块、交换机固定在一个基板上，并形成整体；其中：数据采集模块、串口扩展模块分别通过长螺栓固定在PVC质地的基板两侧；且所有设备的连接线均从基板侧边走线。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型能够灵活地将多个传感器集成在一个观测平台中使用，实现海底的多参数观测，通过光纤将多个观测设备与交换机、远端智能设备相连，并构建成一个局域网，实现观测数据的快速上传的硬件环境。

2、本实用新型中提供的海底多参数观测集成平台整体结构简单紧凑，能够根据实际观测要求进行串口的扩展，适用范围广。

3、本实用新型中的设备均封装在防水的密封腔中，通过海底的光缆和电缆实现数据和电能的传输，设备使用寿命长，安全可靠。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的海底多参数观测集成平台的结构框图；

图2为供电模块的原理框图；

图3为海底多参数观测集成平台的封装结构的左侧纵面截图；

图4为海底多参数观测集成平台的封装结构的右侧纵面截图；

图5为海底多参数观测集成平台的封装结构的左视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

所述智能终端通过交换机与数据采集模块、串口扩展模块上所连接的设备组成一个局域网，每个设备对应一个唯一有效的IP。

海底多参数观测集成平台还包括供电模块，所述供电模块通过电缆与多个观测仪器相连，所述观测仪器包括：与串口扩展模块相连的多个串口设备、与数据采集模块相连的多个模拟传感器和多个数字传感器。

所述供电模块包括：多路12V直流电输出端口和多路5V直流电输出端口。

海底多参数观测集成平台还包括密封腔，数据采集模块、串口扩展模块、交换机均封装在所述密封腔内。

海底多参数观测集成平台还包括水下摄像头，所述水下摄像头与交换机电连接。

所述智能终端设置有显示光缆传输数据的显示器，并能够通过光缆输送用户的操作指令。

实施例

如图1所示，选用一台8口路由器(TP-link)组建一个小型局域网形成系统，系统内包括2套串口扩展模块(研华)和1套数据采集器(DT-80)，以及1套设计定制用来对整个系统供电控制的供电控制电路系统。本系统内2套串口扩展模块负责所有串口设备通讯控制，最多能够接入7台串口设备(本次集成只需接入4台)，如果下阶段扩展串口设备超过系统设计，也可非常简便的通过升级路由器端口，增加串口扩展模块实现，系统内所有的模拟及数字传感器接入由数据采集器(DT-80)负责，成熟稳定的数据采集技术能够很好的完成传感器接入和采集控制工作，此外利用数据采集器的扩展功能来加强整个系统的扩展功能部分，使该系统的扩展性更为灵活、强大。

整个系统的操作控制和数据输出经过光端机(交换机)转换后通过光纤实现，能够无缝对接海底光缆和次级接驳盒接口。

岸基终端电脑通过光纤与系统说组建的局域网连接，所有设备都连接在一个网段下，每台设备都有唯一有效的固定IP，所以终端电脑的实时控制完全等同于电缆直连。供电控制电路确保了每台设备的外部稳定供电，也能够通过远程供电控制来重启和初始化设备，确保系统能够从异常状态中尽快恢复正常工作。

如图2所示为电源模块的工作原理框图，定制的电源控制板最多可以提供6路DC12V电源和2路DC5V电源的控制；其中串口服务器的1个串口用来接收电源控制板控制指令；经由光纤电缆或其他方式，来自远程的电脑软件的指令，通过网络交换机的网口进行通讯；电源控制板根据串口指令执行打开和关断串口仪器的电源动作。

更进一步地，利用8口路由器组建局域网，设置路由器IP为192.168.8.1，在路由器下接入串口扩展模块1，设置固定IP为192.168.8.61，扩展处的4个串口定义为com5,6,7,8；接入串口扩展模块2，设置其固定IP为192.168.8.71，扩展4个串口为com11,12,13,14；接入数据采集器(DT-80)设置其固定IP为192.168.8.81使用网线连接路由器到光端机，将传输信号和数据转为光纤传输信息到接驳盒。

串口扩展模块选用串口服务器，为将RS-232/485/422到TCP/IP之间完成数据转换的通讯接口转换器，提供RS-232/485/422终端串口与TCP/IP网络的数据双向透明传输。串口服务器使基于TCP/IP的串口数据流传输成为了可能，它能将多个串口设备连接并能将串口数据流进行选择和处理，把现有的RS 232接口的数据转化成IP端口的数据，然后进行IP化的管理，IP化的数据存取，这样就能将传统的串行数据送上流行的IP通道，而无需过早淘汰原有的设备，从而提高了现有设备的利用率，节约了投资，还可在既有的网络基础上简化布线复杂度。串口服务器完成的是一个面向连接的RS 232链路和面向无连接以太网之间的通信数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使之成为可以在以太网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。

目前国际上的接驳盒以及次级接驳盒都会使用串口扩展模块，使用成熟的工业串口扩展模块的另一个原因是考虑的系统维护和部件更换，成熟产品会简化维护流程，降低系统集成成本。

供电模块采用恩智浦的ARM7芯片LPC2368作为通讯和主控CPU，LPC2368是一款基于ARM7内核的微控制器，包含了多达4个UART串行通讯口、以及USB2.0接口、CAN通道、SPI接口、同步串行端口(SSP)、I2C接口、I2S接口等。LPC2368处理器具有可在72MHz的工作频率下运行的能力，片内Flash程序存储器高达512kB，片内32kB的SRAM可提供足够的缓存，此外还包含以太网接口的16kB静态RAM和USB接口的8kB静态RAM，都可以用作通用SRAM使用；主控CPU-LPC2368采用DC3.3V(从3.0V到3.6V)电源供电，属于低功耗芯片，可以工作于4个低功耗模式(空闲、睡眠、掉电和深度掉电)，在掉电模式中，可通过任何可操作的中断(包括外部中断、RTC中断和以太网唤醒中断)将处理器从掉电模式中唤醒；还具有4个通用定时器，可以灵活方便的控制程序的时序和逻辑；多达70个的通用I/O管脚提供外设I/O控制接口；因此LPC2368是一款非常高效的微控制器芯片。

如图3所示，将所有集成完毕的系统部件及电路安装、固定在基板上，稳固连接，形成一体，整体放入密封腔，完成配件定制及系统整合。

将数据采集器，电源控制板，串口扩展模块按照设计图分别固定安装在PVC质地的基板两侧，按照固定规范要求，使用长螺栓固定，弹簧垫圈来减震，所有连接线都从基板侧边走线，避免干扰各器件的检修操作。所有裸露电路板做三层防潮、防水喷涂处理，线缆接口用热胶固定，防止震动导致系统接触不良。整个系统固定成一体。将系统接线与密封腔盖板上的水密接插头按照接口定义相连，完成系统整合。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种海底多参数观测集成平台，其特征在于，包括：数据采集模块、串口扩展模块、交换机、智能终端；所述数据采集模块、串口扩展模块分别连接至交换机的输入端口，交换机的输出端口通过光缆连接至智能终端；其中：所述数据采集模块设置有多个模拟传感器和多个数字传感器的连接接口；所述串口扩展模块设置有多个串口设备连接接口。

2.根据权利要求1所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，所述智能终端通过交换机与数据采集模块、串口扩展模块上所连接的设备组成一个局域网网络。

3.根据权利要求1所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块通过电缆与多个观测仪器相连，所述观测仪器包括：与串口扩展模块相连的多个串口设备、与数据采集模块相连的多个模拟传感器和多个数字传感器。

4.根据权利要求3所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，所述供电模块包括：多路12V直流电输出端口和多路5V直流电输出端口。

5.根据权利要求1所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，还包括密封腔，数据采集模块、串口扩展模块、交换机均封装在所述密封腔内。

6.根据权利要求1所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，还包括水下摄像头，所述水下摄像头与交换机电连接。

7.根据权利要求1所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，所述智能终端设置有显示光缆传输数据的显示器。

8.根据权利要求5所述的海底多参数观测集成平台，其特征在于，数据采集模块、串口扩展模块、交换机固定在一个基板上，并形成整体；其中：数据采集模块、串口扩展模块分别通过长螺栓固定在PVC质地的基板两侧；且所有设备的连接线均从基板侧边走线。