CN211139597U - 一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其包括姿态传感器、深度传感器、处理器、行选择器、列选择器、N条列选择线、M条行选择线、M×N个水密囊体开关和第一电源，姿态传感器用于测量浮箱分别绕参考坐标系的X轴、Y轴和Z轴的旋转角，并将角度信息提供给处理器；深度传感器用于测量浮箱结构下沉到水面的深度，并将深度信息提供给处理器；处理器根据姿态传感器提供的信息和深度传感器提供的信息给行选择器和列选择器提供控制信号以控制M×N个水密囊体开关的某些或全部的通断，以使M×N个水密囊体中某些或者全部进水还是排水。本实用新型提供的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统能够灵活地控制浮箱下沉和收回。

Description

一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统

技术领域

本实用新型属于深水海洋油气开发技术领域，尤其涉及一种能够灵活地控制浮箱下沉和收回的基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统。

背景技术

我国海洋油气开发已有40多年历史，逐步从近海浅水区域不断往水深增加区域发展，一直到现在的远海深水区域；这样先期传统的导管架和重力式等平台已经在经济上不适合新的区域发展。在国际上，适用于深水油气开发的浮式平台有多种，主要包括浮式平台，为将浮式平台在定位于水中，在浮式平台下部设置浮箱，现有技术中提供的浮式平台的浮箱包括浮箱主体和连接装置，所述连接装置用于将浮式平台与浮箱主体进行连接，连接装置包括设置在沿浮箱主体周向或者浮箱主体内部的多个连接件、设置在浮式平台下部或侧部的连接件和用于连接连接件和连接件的连接结构。现有技术中提供的浮箱通常都是一次性使用，只要将浮箱放置于水中，当作业完成后，就弃之不用，使浮箱永久地滞留于水中，如此不仅浪费资源，而且会污染水域。

实用新型内容

为克服现有技术存在的不足，本实用新型的发明目的是提供一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，能够灵活地控制浮箱下沉和收回。

为实现所述发明目的，本实用新型提供一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其包括姿态传感器、深度传感器、处理器、行选择器、列选择器、N条列选择线、M条行选择线、M×N个水密囊体开关和第一电源，姿态传感器用于测量浮箱分别绕参考坐标系的X轴、Y轴和Z轴的旋转角，并将角度信息提供给处理器；深度传感器用于测量浮箱结构下沉到水面的深度，并将深度信息提供给处理器；处理器根据姿态传感器提供的信息和深度传感器提供的信息给行选择器和列选择器提供控制信号以控制M×N个水密囊体开关的某些或全部的通断，以使M×N个水密囊体中某些或者全部进水还是排水。

优选地，每个水密囊体开关包括第一电开关、第二电开关和继电器，第一电开关的控制端连接于一条行选择线，第一端子连接于一条列选择线，第二端子连接于第二电开关的控制端，第二电开关的第一端子连接于第二电源的第一电源线，第二端子连接于经继电器的线包连接于第二电源的第二电源线，所述第二电源线为向像素开关提供正电源的电源线，继电器的常开开关串入到电控阀连接于第二电源的供电电路中。

优选地，控制系统至少包括射频电路，射频电路至少包括高频功率放大器204和给高频功率放大器提供电能的电源电路203，电源电路203包括线性放大器206、电流检测器207、电力输出单元208、低通滤波器209、合成器210和电力供给端子211，线性放大器206对从调制信号输入端子202输入的输入信号进行放大，并向合成器210输出；电流检测器207检测线性放大器206向合成器210输出的输出信号的电流值，将检测结果的信号向电力输出单元208输出；电流检测器207将线性放大器206输出到合成器210的输出信号直接输出到合成器210；电力输出单元208根据电流检测器207检测出的电流值输出电流；低通滤波器209使电力输出单元208的输出信号的高频成分衰减并输出；合成器210向电力供给端子211输出线性放大器206的输出和低通滤波器209的输出合成后的电力。

优选地，电力输出单元208包括第一比较器212、第二比较器213、反相器214、第一开关放大器215、第二开关放大器216和 DC 电源217；低通滤波器209包括第一低通滤波器222和第二低通滤波器223，电流检测器207检测线性放大器206向合成器210输出的输出信号的电流值，将具有与检测结果对应的电压的信号向电力输出单元208输出；第一比较器212对输入的来自电流检测器207的输出信号执行基于设定的阈值的高电平/低电平判定，并将判定结果输出到第一开关放大器215、第二比较器213对输入的来自电流检测器207的输出信号执行基于规定的阈值的高电平/低电平判定，将判定结果经由反相器214输出到第二开关放大器216；第一开关放大器215被输入来自第一比较器212的输出；第一开关放大器215将其输入放大后的信号输出到低通滤波器209；在第二开关放大器216中，来自第二比较器213的输出由反相器214反转后输入；第二开关放大器216将其输入的信号放大后输出到低通滤波器209。

优选地，浮式平台水密囊式浮箱包括浮箱主体和连接装置，所述连接装置用于将浮式平台与浮箱主体进行连接，所述浮箱主体包括由大梁和骨架通过插接件或者铰接件连接而形成呈矩阵状排列的M×N个固定件的支撑结构，M×N个固定件分别用于固定M×N个水密囊体，所述M和N均为大于1的整数，水密囊体的重量能够改变。

优选地，水密囊体为双气囊，其中，置于水囊内部的气囊通过电控阀与气泵连通，置于气囊外部的水囊通过进水阀和排水阀连通于水；当需要下沉浮箱时，向水囊注水，所述气泵在控制系统的控制下而工作，抽出气囊中的气以使水囊外的水通过进水阀注入到水囊内；从水囊外排水时，气泵向气囊注入气体，以使水囊内的水通过排水阀排出到外，电控阀的通断由控制系统控制。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于互联网的浮式平台的浮箱控制系统具有如下有益效果：(1)能够灵活地控制浮箱下放和收回;(2)成本低，并可通过互联网进行远程控制。

附图说明

图1是本实用新型提供的水密囊体式浮箱结构示意图；

图2是本实用新型提供的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统电路图；

图3是本发是本实用新型提供的通信子系统射频电路的组成框图;

图4是本实用新型提供的功率放大器的电路图；

图5是本实用新型提供的电力输出单元208和低通滤波器209的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所述浮箱主体包括由大梁和骨架通过插接件或者铰接件连接而形成具有用于固定压载装置固定件的支撑结构，压载装置可为固体重物块，根据浮式平台设定的重心控制需要放置固体重物块的重量。压载装置也可为水密囊体，下面结合附图5详细说明压载装置为水密囊体时的浮箱结构。

图1是本实用新型提供的水密囊体式浮箱结构示意图，如图1所示，所述水密囊体式浮箱包括浮箱主体和连接装置，所述连接装置用于将浮式平台与浮箱主体进行连接，浮箱主体包括由大梁和骨架通过插接件或者铰接件连接而形成呈矩阵状排列的M×N个固定件的支撑结构，M×N个固定件分别用于固定M×N个压载装置，所述M和N均为大于1的整数，压载装置的重量能够改变。根据本实用新型一个实施例，M×N个压载装置组成M行N列的矩阵。压载装置为水密囊体时，水密囊体也可以为双气囊，其中，置于水囊内部的气囊通过电控阀与气泵连通，置于气囊外部的水囊通过进水阀和排水阀连通于水。气囊为气室，水囊为水室。气室通过电控阀连接于气泵105，所述水室分别设置有进水阀和排水阀，向水密囊体注水时，所述气泵105在控制系统的控制下而工作，抽出气囊内的气以使气囊收缩，水密囊体外的水通过进水阀注入到水室；从水密囊体排水时，气泵向气囊注入气体，以使气囊扩张，水囊内的水通过排水阀排出到水囊外，电控阀的通断由控制系统控制。更为详细地说，位于第1行第1列的水密囊体W11中的气室通过电控阀V11连接于气泵105，所述水室分别设置有进水阀和排水阀，向水密囊体W11注水时，所述气泵105在控制系统的控制下而工作，抽出气室内的气以使气囊收缩，水密囊体V11外的水通过进水阀注入到水室；从水密囊体W11排水时，气泵向气室注入气体，以使气囊扩张，水密囊体W11内的水通过排水阀排出到水室外，电控阀V11的通断由控制系统控制，具体地，电源106用于给电控阀V11提供电能，其供电电路中串入电控开关K11。

位于第1行第N列的水密囊体WN1中的气室通过电控阀VN1连接于气泵105，所述水室分别设置有进水阀和排水阀，向水密囊体WN1注水时，所述气泵105在控制系统的控制下而工作，抽出气室内的气以使气囊收缩，水密囊体VN1外的水通过进水阀注入到水室；从水密囊体WN1排水时，气泵向气室注入气体，以使气囊扩张，水密囊体WN1内的水通过排水阀排出到水室外，电控阀VN1的通断由控制系统控制，具体地，电源106用于给电控阀VN1提供电能，其供电电路中串入电控开关KN1。

位于第M行第1列的水密囊体W1M中的气室通过电控阀V1M连接于气泵105，所述水室分别设置有进水阀和排水阀，向水密囊体W1M注水时，所述气泵105在控制系统的控制下而工作，抽出气室内的气以使气囊收缩，水密囊体V1M外的水通过进水阀注入到水室；从水密囊体W1M排水时，气泵向气室注入气体，以使气囊扩张，水密囊体W1M内的水通过排水阀排出到水室外，电控阀V1M的通断由控制系统控制，具体地，电源106用于给电控阀V1M提供电能，其供电电路中串入电控开关K1M。

位于第M行第N列的水密囊体WNM中的气室通过电控阀VNM连接于气泵105，所述水室分别设置有进水阀和排水阀，向水密囊体WNM注水时，所述气泵105在控制系统的控制下而工作，抽出气室内的气以使气囊收缩，水密囊体VNM外的水通过进水阀注入到水室；从水密囊体WNM排水时，气泵向气室注入气体，以使气囊扩张，水密囊体WNM内的水通过排水阀排出到水室外，电控阀VNM的通断由控制系统控制，具体地，电源106用于给电控阀VNM提供电能，其供电电路中串入电控开关KNM。

下面结合附图2详细说明本实用新型优选实施例提供的浮箱结构的控制系统。

图2是本实用新型提供的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统电路图，如图2所述，根据本实用新型一个实施，浮箱结构5上的M×N个水密囊体呈矩阵状排列，它们分别由M×N个水密囊体开关控制，具体地说，控制系统包括姿态传感器101、深度传感器107、处理器102、行选择器103、列选择器104、N条列选择线、M条行选择线、第一电源和M×N个水密囊体开关，姿态传感器101用于测量浮箱结构的分别绕参考坐标系的X轴、Y轴和Z轴的旋转角，并将角度信息提供给处理器102，所述参考坐标系是指以浮箱结构的中心为坐标的原点，浮箱结构轻浮于水面上时，沿长方向为X轴，沿宽方向为Y轴，呈右手系垂直于X轴和Y轴的方向为Z轴。深度传感器107用于测量浮箱结构下沉到水面的深度，并将深度信息提供给处理器102。处理器102根据姿态传感器101提供的信息和深度传感器提供的信息给行选择器和列选择器提供控制信号以选择M×N个水密囊体中某些或者全部进水还是排水，进水时，通过气泵抽出水密囊体中空气以使水通过进水阀进入水密囊体，排水时，通过气泵向水密囊体中注水空气以使水密囊体中的通过排水阀排出水密囊体。优选地，每个水密囊体在底部设置有单向进水阀和单向排水阀，在水密囊体的顶部设置有电控阀V，每个电控阀V通过电控开关K控制以接通电源106。每个水密囊体开关包括第一电开关和第二电开关，第一电开关的控制端连接于一条行选择线，第一端子连接于一条列选择线，第二端子连接于第二电开关的控制端，第二电开关的第一端子连接于电源的地或者公共端，第二端子经继电器J的线包连接于电源EC1的供电线；继电器J的线包的两端并联有二极管，所述二极管的正端连接于第二电开关的第二端子，负端连接于电源的公共端。连接于水密囊体的电控阀经继电器J的常开关连接于电源107。例如，位于第一行第一列的水密囊体开关包括电开关T111和电开关T112，电开关T111的控制端连接于第一行选择线P1，电开关T111的第一端子连接于第一列选择线L1，电开关T111的第二端子连接于第二电开关T112的控制端，电开关T112的第一端子连接于地，电开关T111的第二端子连接于经继电器J11的线包连接于电源EC1。继电器J11的常开关K11串入到位于第一行第一列的水密囊体W11的电控阀V11的供电电路中，如此可控制位于第一行第一列的水密囊体W11的进水与排水。

位于第一行第N列的水密囊体开关包括电开关TN11和电开关TN12，电开关TN11的控制端连接于第一行选择线P1，电开关TN11的第一端子连接于第N列选择线LN，电开关TN11的第二端子连接于电开关TN12的控制端，电开关TN12的第一端子连接于地，第二电开关TN11的第二端子连接于经继电器JN1的线包连接于电源EC1。继电器JN1的常开关KN1串入到位于第一行第N列的水密囊体WN1的电控阀VN1的供电电路中，如此可控制位于第一行第N列的水密囊体WN1的进水与排水。

位于第M行第一列的水密囊体开关包括电开关T1M1和电开关T1M 2，电开关T1M1的控制端连接于第M行选择线PM，电开关T1M 1的第一端子连接于第1列选择线L1，电开关T1M1的第二端子连接于电开关T1M 2的控制端，电开关T1M 2的第一端子连接于地，电开关T1M1的第二端子连接于经继电器J1M的线包连接于电源EC1。继电器J1M的常开关K1M串入到位于第M行第1列的水密囊体W1M的电控阀V1M的供电电路中，如此可控制位于第M行第1列的水密囊体W1M的进水与排水。

依次类推，位于第M行第N列的水密囊体开关包括电开关TNM1和电开关TNM 2，电开关TNM1的控制端连接于第M行选择线PM，电开关TNM 1的第一端子连接于第N列选择线LN，电开关TNM 1的第二端子连接于电开关TNM 2的控制端，电开关TNM 2的第一端子连接于地，电开关TNM 1的第二端子连接于经继电器JNM的线包连接于电源EC1。继电器JNM的常开关KNM串入到位于第M行第N列的水密囊体WNM的电控阀VNM的供电电路中，如此可控制位于第M行第N列的水密囊体WNM的进水与排水。

根据本实用新型一个实施例，控制系统还包括存储器108,其用于存储控制水密舱电控阀电路中的开关的控制程序及控制气泵工作的程序。根据本实用新型一个实施例，控制系统还包括用于控制气泵105的气泵驱动器，该驱动器根据处理器提供的指令而给气泵105提供控制信号。

根据本实用新型一个实施例，控制系统还包括通信子系统110，其用于通过无线或者有线网络与上位机进行通信，便于远程监控。当通过无线网络进行通信时，所述通信子系统至少包括基带单元和射频单元，处理器102用于将浮箱控制系统的所获取的浮箱姿态信息、位置信息及每个水密囊体的状态信息打包成帧提供给基带处理单元，基带处理单元用于将处理器提供的信息进行信源编码和信道编码等处理形成数字基带信号，并提供给射频单元，所述射频单元用于将基带处理单元所提供的信息进行数模转换并调制到高频载波上，而后通过天线发送出去，也用于将接收的指令进行解调、模数转换成数字信号而后提供给基带处理单元。面结合图3详细说明本实用新型提供有通信子系统。

图3是本发是本实用新型提供的通信子系统的射频电路组成框图。所述射频电路至少包括接收天线、限幅器131、第一带通滤波器132、小信号放大器133、变频器、第二带通滤波器135、检波器136、低通滤波器137、低频放大器138和模数转换电路139，其中，接收天线用于发送的电磁信号，并将电磁信号转换为高频电信号，而后经限幅器131限幅后提供给第一带通滤波器132，所述第一带通滤波器132取出携载了调制信号的高频信号而后提供给小信号放大器133，所述小信号放大器133用于对第一带通滤波器132提供的高频信号进行放大而后提供给变频器，所述变频器包括混频器134和第一高频信号源,所述混频器134用于将携载了调制信号的高频信号与第一高频信号源产生的第一高频信号混频而后提供给带通滤波器135。本实用新型中，混频器134优选乘法器，带通滤波器135用于滤除低频和高频率信号，取出中频信号而后提供给检波器136。第一高频信号源至少包括第一锁相环路，所述第一锁相环路根据频率源122产生的信号和第一参考电压Vf1产生第一高频信号，所述第一锁相环路包括压控振荡器（VCO）140、分别比为N的分频器113、鉴相器112和低通滤波器111，其中，频率源优选晶体振荡器122，其用于产生固定频率的等幅信号并提供给鉴相器112；压控振荡器（VCO）137根据第一参考Vf1和低通滤波器111提供的电压产生振荡信号，并经分频器113进行Ｎ分频而后提供给鉴相器112，鉴相器112比较分频器113和晶体振荡器122提供的信号的相位并经低通滤波器（LPF）139滤除高频从而产生电压信号，该电压信号与相位差成线性关系，该电压信号与Vf1叠加以进一步控制压控振荡器产生的第一高频信号，该第一高频信号经第一缓冲器114提供给混频器134。

检波器136用于将带通滤波器105提供的中频信号与第二高频信号进行相乘，从而产生包括调制信号的信号，并提供给低通滤波器137。第二高频信号由第一高频信号经分频比为M的分频器115分频而得到，第二高频信号优选经缓冲器116提供给检波器136，本实用新型中，检波器136优选乘法器。

低通滤波器137用于滤除检波器136提供的信号中的高频成分，取出发送的调制信号，该调制信号经低频放大器138放大而提供给模数转换器139进行模数转换。低频放大器138根据自动增益控制电压AGC来控制其放大倍数。

射频电路还包括第二高频信号源，所述第二高频信号源包括所述第二锁相环路，其根据频率源122产生的信号和第二参考电压Vf2产生第三高频信号，所述第三高频信号提供给调制器128，所述调制器128将要发送的信号调制到第三高频信号上以产生携带了信息的高频调制信号。所述第二锁相环路包括压控振荡器（VCO）123、分别比为P的分频器126、鉴相器125和低通滤波器124，其中，晶体振荡器122用于产生固定频率信号并提供给鉴相器125；压控振荡器（VCO）123根据第二参考Vf2和低通滤波器124提供的电压产生振荡信号，并经分频器126进行P分频而后提供的鉴相器125，鉴相器1258比较分频器126和晶体振荡器122提供的信号的相位并经低通滤波器124滤除高频从而产生电压信号，该电压信号与Vf2叠加以进一步控制压控振荡器123产生的第三高频信号。

射频电路还包括方波信号产生器，方波信号产生器包括第三锁相环路和过零比较器117，所述第三锁相环路根据频率源产生的信号和第三参考电压Vf3产生第四高频信号，所述第四高频信号提供给过零比较器117的反相端（或者同相端），过零比较器117的同相端（或反相端）连接于地，输出端用于给数模转换器139提供方波信号，数模转换器139利用该方波信号对检波器所解调出的调制信号进行抽样。所述第三锁相环路根据频率源122产生的信号和第三参考电压产生第四高频信号，所述第三锁相环路包括压控振荡器（VCO）120、分别比为K的分频器121、鉴相器118和低通滤波器119，其中，晶体振荡器122用于产生固定频率信号并提供给鉴相器118；压控振荡器（VCO）120根据第三参考Vf3和低通滤波器119提供的电压产生振荡信号，并经分频器121进行K分频而后提供的鉴相器118，鉴相器118比较分频器121和晶体振荡器122提供的信号的相位并经低通滤波器119滤除高频从而产生电压信号，该电压信号与Vf3叠加以进一步控制压控振荡器120产生的第四高频信号。

根据一实施例，射频电路还包括分频比为Q的分频器，其对第三高频信号进行Q分频得到第五高频率信号，第五高频信号提供给功率放大器128，优选经缓冲器127提供给功率放大器128。射频电路还包括数模转换器，其用于将基带处理单元130提供的信号进行数模转换转换成模拟信号，功率放大器128用于将该模拟信号调制到第五高频信号，而后送到发送天线上，发送天线将功率放大器128提供的信号转换成电磁波发送到空中。

本实用新型中，分频比M、Ｎ、K、P和Q均为大于1的整数，具体数值由处理器根据程序进行控制，别外第一参考电压Vf1、第二参考电压Vf2和第三参考电压Vf3均由处理器根据程序进行控制。本实用新型提供的射频电路由一个频率源产生所需要的多种频率的高频信号，如此节省了成本，并使体积小型化，便于集成。在将射频电路做成集成电路时，带通滤波器中电感元件，晶体振荡器等可从集成电路的外部接入。

图4是本实用新型提供的功率放大器的电路图，如图4所示，功率放大器：包括载频信号输入端子201、调制信号输入端子202、电源电路203、放大器204和高频调制信号输出端子205。高频功率放大器204对从载频信号输入端子201输入的信号进行放大。电源电路203放大从调制信号输入端子202输入的输入信号，作为电源输出到放大器204。放大器204基于从电源电路203输出的功率，对从高频信号输入端子201输入的高频信号进行放大，并从高频调制信号输出端子105输出。

以下详细说明电源电路203。电源电路203包括线性放大器206、电流检测器207、电力输出单元208、低通滤波器209、合成器210和电力供给端子211。线性放大器206对从高制信号输入端子202输入的输入信号进行放大，并向合成器210输出。电流检测器207检测线性放大器206向合成器210输出的输出信号的电流值，将检测结果的信号向电力输出单元208输出。另外，电流检测器207将线性放大器206输出到合成器210的输出信号直接输出到合成器210。电力输出单元208根据电流检测器207检测出的检测结果（即检测出的电流值）输出电流。即，电力输出单元208起到放大电源电路203的输入的电流信号的作用。低通滤波器209使电力输出单元208的输出信号的高频成分衰减并输出。合成器210向电力供给端子211输出将线性放大器206的输出和低通滤波器209的输出合成后的电力。供电端子211与放大器104连接，电源电路103通过供电端子111将功率提供给高频功率放大器104。

图5是本实用新型提供的电力输出单元208和低通滤波器209的电路图。如图5所示，电力输出单元208包括第一比较器212、第二比较器213、反相器214、第一开关放大器215、第二开关放大器216和 DC 电源217。低通滤波器209包括第一低通滤波器222和第二低通滤波器223。电流检测器207检测线性放大器206向合成器210输出的输出信号的电流值，将具有与检测结果对应的电压的信号向电力输出单元208输出。具体而言，电流检测器207在线性放大器206的输出信号的电流值增加的情况下使输出信号的电压与其相应地变高，在电流值减少的情况下使输出信号的电压与其相应地变低。第一比较器212对输入的来自电流检测器207的输出信号执行基于规定的阈值的高电平/低电平判定，并将判定结果输出到第一开关放大器215。第二比较器213对输入的来自电流检测207的输出信号执行基于设定的阈值的高电平/低电平判定，将判定结果经由反相器214输出到第二开关放大器216。第一开关放大器215被输入来自第一比较器212的输出。第一开关放大器215将其输入放大后的信号输出到低通滤波器209。在第二开关放大器216中，来自第二比较器213的输出由反相器214反转后输入。第二开关放大器216将其输入的信号放大后输出到低通滤波器209。

以下，对第一开关放大器215和第二开关放大器216的详细情况进行说明。第一开关放大器215包括 NMOS的驱动晶体管218和二极管219。驱动晶体管218的漏极连接到 DC电源217，驱动晶体管218的栅极连接到第一偏压器212，驱动晶体管218的源极连接到低通滤波器209和二极管219。二极管219的阳极接地，阴极与驱动晶体管218的源极以及低通滤波器209连接。由于第一开关放大器215具有以上的结构，所以在向驱动晶体管118的栅极输入阈值电压以上的正电压的情况下，来自 DC 电源217（驱动晶体管218的漏极侧）的电流为低通滤波器209（驱动晶体管218的驱动晶体管118的漏极侧）的电流。

在向驱动晶体管218的栅极输入了设定的阈值电压以上的电压的情况下，流过低通滤波器209的电流的时间微分值为正，除此以外的情况下，流过第一低通滤波器209的电流的时间微分值为负或零。即，在向驱动晶体管218的栅极输入了规定的阈值电压以上的电压的情况下，第一开关放大器215增加输出电流。这样，第一开关放大器215根据来自第一比较器212的输出信号输出电流。注意，驱动晶体管218中的预定阈值电压是在从第一比较器212输出的高电平信号的电压和低电平信号的电压之间的电压。此外，第一开关放大器215输出具有正电流值的电流。

DC 电源217是第一开关放大器215和第二开关放大器216的公共电源。DC 电源217连接到驱动晶体管218的漏极和二极管220的阴极。低通滤波器209的第一低通滤波器222使第一开关放大器215的输出信号的高频成分衰减并输出。第二低通滤波器223使第二开关放大器216的输出信号的高频成分衰减并输出。第一低通滤波器222和第二低通滤波器223的输出信号在合成器中合成，并输出到供电端子211。

本实用新型由于设置有呈矩阵状排列的水密囊体及矩阵控制电路，因此，在连接结构非钢性时，通过控制水密囊体的进水情况和进水量来控制浮箱的平衡从而便于使浮箱平稳地下沉。如，当浮箱左高右低时，说明右侧进水量快，因此，可使右侧的水密囊体电控阀通路中的开关断开或使开启时间变小，暂停进水或进水量变小，而使左侧水密囊体电控阀通路中的开关接通，并使开启时间变大，加速进水，当浮箱平行于水平面时，两侧水密囊体电控阀通路中的开关均打开并开启时间保持相同，同时进水，直到浮箱下沉到设定位置。为使浮箱平稳，根据浮箱的倾角，使电控阀的开启赶时间沿某一方向依次增大，如，若浮箱左高右低时，使电控阀的开启时间从左向右依次减小。当需要收回浮箱时，向水密囊体的气室注入气体，例如注入空气以将水密囊体中的水排出，同时增加了浮箱的浮力，使浮箱浮起，而收回，如此不仅节省资源，而且不会由于废弃的浮箱而污染水域。由于本实用新型设计了矩阵开关控制电路，可以很方便地控制任意行任意列的水密囊体的进水量与排水量，从而可以很方便地控制浮箱下沉的深度。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种基于互联网的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其特征在于，包括姿态传感器、深度传感器、处理器、行选择器、列选择器、N条列选择线、M条行选择线、M×N个水密囊体开关和第一电源，姿态传感器用于测量浮箱分别绕参考坐标系的X轴、Y轴和Z轴的旋转角，并将角度信息提供给处理器；深度传感器用于测量浮箱结构下沉到水面的深度，并将深度信息提供给处理器；处理器根据姿态传感器提供的信息和深度传感器提供的信息给行选择器和列选择器提供控制信号以控制M×N个水密囊体开关的某些或全部的通断，以使M×N个水密囊体中某些或者全部进水还是排水。

2.根据权利要求1所述的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其特征在于，每个水密囊体开关包括第一电开关、第二电开关和继电器，第一电开关的控制端连接于一条行选择线，第一端子连接于一条列选择线，第二端子连接于第二电开关的控制端，第二电开关的第一端子连接于第二电源的第一电源线，第二端子经继电器的线包连接于第二电源的第二电源线，所述第二电源线为向像素开关提供正电源的电源线，继电器的常开开关串入到电控阀连接于第二电源的供电电路中。

3.根据权利要求2所述的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其特征在于，至少包括射频电路，射频电路至少包括高频功率放大器（204）和给高频功率放大器提供电能的电源电路（203），电源电路（203）包括线性放大器（206）、电流检测器（207）、电力输出单元（208）、低通滤波器（209）、合成器（210）和电力供给端子（211），线性放大器（206）对从调制信号输入端子（202）输入的输入信号进行放大，并向合成器（210）输出；电流检测器（207）检测线性放大器（206）向合成器（210）输出的输出信号的电流值，将检测结果的信号向电力输出单元（208）输出；电流检测器（207）将线性放大器（206）输出到合成器（210）的输出信号直接输出到合成器（210）；电力输出单元（208）根据电流检测器（207）检测出的电流值输出电流；低通滤波器（209）使电力输出单元（208）的输出信号的高频成分衰减并输出；合成器（210）向电力供给端子（211）输出线性放大器（206）的输出和低通滤波器（209）的输出合成后的电力。

4.根据权利要求3所述的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其特征在于，电力输出单元（208）包括第一比较器（212）、第二比较器（213）、反相器（214）、第一开关放大器（215）、第二开关放大器（216）和 DC 电源（217）；低通滤波器（209）包括第一低通滤波器（222）和第二低通滤波器（223），电流检测器（207）检测线性放大器（206）向合成器（210）输出的输出信号的电流值，将具有与检测结果对应的电压的信号向电力输出单元（208）输出；第一比较器（212）对输入的来自电流检测器（207）的输出信号执行基于设定的阈值的高电平/低电平判定，并将判定结果输出到第一开关放大器（215）；第二比较器（213）对输入的来自电流检测器（207）的输出信号执行基于设定的阈值的高电平/低电平判定，将判定结果经由反相器（214）输出到第二开关放大器（216）；第一开关放大器（215）被输入来自第一比较器（212）的输出；第一开关放大器（215）将其输入放大后的信号输出到低通滤波器（209）；在第二开关放大器（216）中，来自第二比较器（213）的输出由反相器（214）反转后输入；第二开关放大器（216）将其输入的信号放大后输出到低通滤波器（209）。

5.根据权利要求4所述的浮式平台水密囊式浮箱的控制系统，其特征在于，浮式平台水密囊式浮箱包括浮箱主体和连接装置，所述连接装置用于将浮式平台与浮箱主体进行连接，所述浮箱主体包括由大梁和骨架通过插接件或者铰接件连接而形成呈矩阵状排列的M×N个固定件的支撑结构，M×N个固定件分别用于固定M×N个水密囊体，所述M和N均为大于1的整数，水密囊体的重量能够改变。

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