CN210036796U - 一种基于modbus485的水下观测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于modbus485的水下观测系统，它由一个水上主机节点和若干个水下从机节点组成，水上主机节点为modbus485主机，所述水上主机节点和水下从机节点均通过RS‑485接口挂载在多芯电缆上，每个水下从机节点还可通过RS‑485接口连接多个次级水下从机节点。本实用新型依托于modbus485技术，在水下例如深水高压、水底透光度小、局部区域高温、水下地形复杂、水下设备供电困难、信息传输距离远等不利的环境下，实现了水下长距离通信，并且具有较高的通信速率和通信可靠性；另外将RS‑232、网口、USB等接口加入到modbus485通信中，提高了观测网络的可扩展性。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下有线观测领域，尤其涉及一种基于modbus485的水下观测网络系统。
背景技术
近年来，随着人类生产力的不断提高，对资源的需求量也日益增加。渐渐地，陆地上的资源开始面临枯竭的问题，于是人们将目光转向了还未被完全开发探索的海洋。众所周知，海洋中蕴藏着极为丰富的资源，因而海洋资源也成了如今世界各国资源竞争的焦点之一。但是，开发海洋，尤其是海底的开发面临着诸多陆地上所没有的困难。例如水深过深，水下压力过高、水底透光度小、局部区域高温、不能装配通信中继器等都是所要面对的问题。普通的数字信号通信距离较短，一般而言只有几十米；而电磁波在水中的衰减较快也不适合用于水下通信；声呐系统则有所需功率较大且传输信号有很严重的延迟，无法很好地满足通信信号的实时性等问题；若是利用电力线载频通信，就需要进行两次数-模，模-数的转换，成本高且传输速率慢，不能满足大数据量的传输。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于modbus485的水下观测系统，它可满足高可靠的长距离通信，从而满足水下探测中的通信要求。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于modbus485的水下观测系统，它由一个水上主机节点和若干个水下从机节点组成，水上主机节点为modbus485主机，所述水下从机节点包括仪器中控机、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器，所述仪器中控机包括中央处理器、存储器模块和通信模块，存储器模块和通信模块均与中央处理器相连，通信模块包括RS-485接口；所述温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器均通过RS-485接口与仪器中控机连接，所述水上主机节点和水下从机节点均通过RS-485接口挂载在多芯电缆上。
进一步地，每个水下从机节点连接多个次级从机节点，所述次级从机节点包括仪器中控机、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器，所述仪器中控机包括中央处理器、存储器模块和通信模块，存储器模块和通信模块均与中央处理器相连，通信模块包括RS-485接口；所述温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器均通过RS-485接口与仪器中控机连接，次级从机节点通过RS-485接口与水下从机节点连接。
进一步地，所述中央处理器为ARM处理器。
进一步地，所述通信模块还包括RS-232接口、网口、USB接口。
本实用新型的有益效果是，本实用新型能够很好地克服水下诸多不利环境因素，例如深水高压、水底透光度小、局部区域高温、水下地形复杂、水下设备供电困难、信息传输距离远等，利用拓扑结构铺设通信网络，实现modbus485进行组网观测。
附图说明
图1是基于双层从机情形下的网络结构示意框图；
图2是本实用新型的通信模块结构示意框图；
图中，中央处理器1、存储器模块2、通信模块3。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本实用新型做进一步的描述，下面的具体实施方式仅仅是一个例子，本实用新型的实施和保护范围，不限于此。
如图1所示，本实用新型基于modbus485的水下观测系统，由一个水上主机节点和若干个水下从机节点组成，水上主机节点为modbus485主机，所述水下从机节点包括仪器中控机、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器，所述仪器中控机包括中央处理器、存储器模块和通信模块，存储器模块和通信模块均与中央处理器相连，通信模块包括RS-485接口；所述温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器均通过RS-485接口与仪器中控机连接，所述水上主机节点和水下从机节点均通过RS-485接口挂载在多芯电缆上。本实用新型通过节点的协同工作来采集和处理观测网络覆盖区域的目标信息。
水上主机节点为modbus485主机，可访问每个水下从机节点，读取每个水下从机节点的传感器数据并解析传感器数据，并发送到上位机(图中未示出)，同时将数据进行存储，数据异常或水下从机节点工作异常时将进行警报并记录。此外，modbus485主机还可控制每个水下从机节点的通断。
水下从机节点包括仪器中控机和若干个传感器，它们之间通过RS-232/485、网口、USB等接口连接。每个水下从机节点可作为modbus485从机和次级水下从机节点的modbus485主机，作为次级水下从机节点的modbus485主机，每个仪器中控机均可挂载若干从机结点，可实现拓扑网络；作为modbus485从机，每个水下节点可挂载若干数量传感器，并与modbus485主机进行通讯，将挂载在该从机节点的数据上传。
水下从机节点布置在需要实时监控的水下区域，用于采集和处理信息，节点的架构如图2所示，包括中央处理器、传感器搭载接口和存储模块。中央处理器负责数据的采集，采用低功耗的核心处理芯片，如ARM处理器。存储器模块用来存储数据信息，以防信息丢失。通信模块包括RS-485模块、RS-232/485模块以及网口、USB等通信接口。传感器包括温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器(用于测量海水流速)和水质传感器。
远距离通信采用多芯电缆作为物理介质，此种电缆中用钢丝加固具有良好的抗拉性，并拥有电阻率小、耐压强度高等特点，极为适合在水下与长距离通信中应用。
每个传感器独立进行数据收集，各水下从机节点的中控机将传感器所收集的数据打包发送至水上主机节点，水上主机节点对所有数据进行数据分离并完成来源分类与筛选。次级节点的数据发送至上级节点，并由上级节点转发至水上主机节点。各从机节点可存储自身传感器以及次级传感器的数据。
Claims (3)
1.一种基于modbus485的水下观测系统，其特征在于，它由一个水上主机节点和若干个水下从机节点组成，水上主机节点为modbus485主机，所述水下从机节点包括仪器中控机、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器，所述仪器中控机包括中央处理器、存储器模块和通信模块，存储器模块和通信模块均与中央处理器相连，通信模块包括RS-485接口；所述温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器均通过RS-485接口与仪器中控机连接，所述水上主机节点和水下从机节点均通过RS-485接口挂载在多芯电缆上；每个水下从机节点连接多个次级从机节点，所述次级从机节点包括仪器中控机、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器，所述仪器中控机包括中央处理器、存储器模块和通信模块，存储器模块和通信模块均与中央处理器相连，通信模块包括RS-485接口；所述温度传感器、盐度传感器、深度传感器、ADCP传感器和水质传感器均通过RS-485接口与仪器中控机连接；次级从机节点通过RS-485接口与水下从机节点连接。
2.根据权利要求1所述基于modbus485的水下观测系统，其特征在于，所述中央处理器为ARM处理器。
3.根据权利要求1所述基于modbus485的水下观测系统，其特征在于，所述通信模块还包括RS-232接口、网口、USB接口。
Priority Applications (1)
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| CN201920356539.9U CN210036796U (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 一种基于modbus485的水下观测系统 |
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Publications (1)
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| CN210036796U true CN210036796U (zh) | 2020-02-07 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210036796U (zh) |
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2019
- 2019-03-20 CN CN201920356539.9U patent/CN210036796U/zh active Active
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