CN112015121A - 一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及其工作方法 - Google Patents

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CN112015121A CN202010940630.2A CN202010940630A CN112015121A CN 112015121 A CN112015121 A CN 112015121A CN 202010940630 A CN202010940630 A CN 202010940630A CN 112015121 A CN112015121 A CN 112015121A
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Abstract

本发明涉及一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及其工作方法,包括一个HOV/ROV输入接口、水下承压舱体、内部电路、若干个探测舱输出接口;内部电路包括整流限流电路、开关电源、DC/DC稳压模块、供电控制模块、单片机、串口服务器、环境参数检测电路、多探测舱工作状态检测电路、交换机、若干个网络调制器;本发明使多个探测舱与HOV/ROV水下搭载平台对接只占用一个接口,提高HOV/ROV的负载能力。本发明能够协调多个探测舱的供电和通讯,控制和监控多个探测舱的工作状态,使多个探测舱或单个探测舱在不改变自身接口种类和内部电路的情况下灵活的与国内众HOV/ROV水下搭载平台对接联调。

Description

一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及其工作方法,属于深海探测技术领域。
背景技术
在深海探测领域中,经常使用蛟龙号、发现号、海马号等HOV/ROV进行深海探测作业,它们作为水下搭载平台可以与单个或多个探测舱协同工作完成海洋科研任务;这些探测舱往往由不同单位研发设计,接口种类各不相同,常见的有BHF13、BHF6、Button等,供电电压也各不相同,常见的有直流24V、直流48V、交流110V到220V,其中各引线的定义、网络通讯方式等都存有差异,同一套探测舱设备要想与不同的HOV/ROV对接通常采用定制不同的转接电缆并对探测舱内部供电及通讯电路进行整改的方式实现,对搭载平台或探测舱增加适用不同探测舱或搭载平台的多个接口的方案维修和升级成本高昂,可操作性和灵活性较差,现实性较低。
随着深海探测需求的迅猛增长,搭载HOV/ROV平台的探测舱越来越多,多探测舱联合工作的需求也越来越大,各HOV/ROV接口不统一、引线定义不一致、供电电压不相同、通讯方式不相同对更深层次的科研工作开展带来的影响越来越大;由于水下环境特殊,水下网络通讯的传输距离一般较低,限制了探测舱在水下的实际工作范围。
基于上述理由,需要寻求一种成本较低、可操作性和灵活性较强的方案,来解决同一探测舱难以与多个不同接口的HOV/ROV水下搭载平台对接的问题和水下网络通讯传输距离较短的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***;
本发明还提供了上述水下搭载平台扩展供电控制接驳***的工作方法。
本发明能在不改变HOV/ROV水下搭载平台和探测舱结构的情况下,实现接口转接、接口扩展、电力控制、提高水下网络通讯传输距离、仪器内部环境参数监测、多探测舱工作状态控制和监测,提高HOV/ROV的负载能力和多个探测舱的协调能力。
术语解释:
1、HOV/ROV,HOV(Human Occupied Vehicles)即载人深潜器,是一种用于海洋考察的标准工具,其下潜深度可达数千米或超过10000米。如我国首台自主设计、自主集成研制的“蛟龙号”。ROV(Remote Operated Vehicle)即遥控无人潜水器,是无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)的一种。功能多种多样,不同类型的ROV用于执行不同的任务,被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。
2、HOV/ROV软件控制平台,HOV/ROV软件控制平台是运行在HOV舱体内电脑或ROV船基、岸基电脑上的软件,用于控制一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***、多个探测舱的运行状态,可以回读一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体内部的温度、湿度、气压数据和各个探测舱当前工作状态,是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及多探测舱的上位机操作软件。
本发明的技术方案为:
一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,包括一个HOV/ROV输入接口、水下承压舱体、内部电路、若干个探测舱输出接口;所述水下承压舱体内设置有内部电路,所述HOV/ROV输入接口连接所述内部电路,所述内部电路还连接若干个所述探测舱输出接口;
所述内部电路包括整流限流电路、开关电源、DC/DC稳压模块、供电控制模块、单片机、串口服务器、环境参数检测电路、多探测舱工作状态检测电路、交换机、若干个网络调制器;
所述开关电源连接所述整流限流电路,所述整流限流电路分别连接所述供电控制模块、所述DC/DC稳压模块,所述供电控制模块分别连接若干个探测舱输出接口,所述供电控制模块还连接所述多探测舱工作状态检测电路,所述DC/DC稳压模块分别连接所述单片机、所述串口服务器,所述单片机双向连接所述串口服务器,所述单片机双向连接所述环境参数检测电路,所述单片机还连接所述多探测舱工作状态检测电路,所述交换机分别连接所述串口服务器及若干个所述网络调制器,若干个所述网络调制器分别连接若干个探测舱输出接口;
HOV/ROV提供供电电压,通过所述HOV/ROV输入接口传输至所述内部电路,若输入电压为交流电,则经过所述开关电源将输入的交流电转变为直流电输入至所述整流限流电路,例如,转变为24V/48V,也可为其它电压大小;若输入电压为直流电,则直接输入至所述整流限流电路,所述整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;再由所述供电控制模块依次驱动继电器向若干个所述探测舱输出接口供电;所述DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;例如,可供单片机使用的3.3V电压、网络调制器使用的12V电压并为所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器供电;
所述环境参数检测电路实时测量获取所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压,使用商业化温湿度、气压模块实现,并将其传输至所述单片机,所述多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给所述单片机,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过所述串口服务器、所述交换机、所述HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台是运行在HOV舱体内电脑或ROV船基、岸基电脑上的软件,用于控制一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***、多个探测舱的运行状态,可以回读一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体内部的温度、湿度、气压数据和各个探测舱当前工作状态,是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及多探测舱的上位机操作软件;HOV/ROV软件控制平台也依次通过所述交换机、所述串口服务器向所述单片机发送控制命令。
进一步优选的,所述多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态。
进一步优选的,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理,是指:所述单片机实时判断所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,只需将数据打包发送给HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,单片机发送设备漏水警报及具体的温度、湿度、气压数据到HOV/ROV软件控制平台,HOV/ROV软件控制平台提醒操作员立即为水下搭载平台扩展供电控制接驳***和多个探测舱断电。
由HOV/ROV的一个供电通讯接口引出的供电线和通讯线引出至一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***内部电路,经整流限流电路将输入电压转变为直流电,再由DC/DC稳压模块将输入电压转换为多个探测舱的额定工作电压(各探测舱电压可不同,增加稳压模块调整至对应的不同电压即可)输出到各个探测舱输出接口,同时DC/DC稳压模块也输出本***内部的单片机、串口服务器、交换机、网络调制器等的额定工作电压供其工作,使用环境参数检测电路检测舱体内温度、湿度、气压环境参数,使用AD检测各探测舱电源引线的电压确定当前各个探测舱的工作状态。在通讯方面,使用网络调制器提高网络通信质量,延长网络通信距离,其中网络调制器成对使用,本***舱体内和探测舱内各一个,两个网络调制器的网络名称需要设置为一致。本发明能够扩展HOV/ROV的通讯供电接口;能够协调多个探测舱的供电和通讯,控制和监控多个探测舱的工作状态,使多个相同或不同供电电压的探测舱在不改变自身接口种类和内部电路的情况下灵活的与国内众HOV/ROV水下搭载平台对接联调;能够协调多个探测舱作业,监控各探测舱当前工作状态。
根据本发明优选的,所述DC/DC稳压模块的型号为LM2596HVS;DC/DC稳压模块直流可调稳压电源输入电压4.5-50V,输出电压3-35V;供电控制模块通过多个继电器实现。所述单片机的型号为MSP430;所述串口服务器的型号为USR-TCP232-302;所述交换机的型号为OAM-6000-35-5TX;所述网络调制器的型号为DJA-8502。
所述HOV/ROV输入接口通过定制线缆连接所述内部电路,所述内部电路还通过定制线缆分别连接若干个所述探测舱输出接口。定制线缆的定制指的是针对不同HOV/ROV定制,不同的HOV/ROV供电通讯接口及各引线定义一般不一致,常见的接口种类有BHF13、Button;而一种水下搭载平台供电控制接驳***舱体外的HOV/ROV输入接口的种类可固定不变,如采用SUBCON接口,在线序上统筹规划尽量共用引线,包含尽可能多HOV/ROV的供电通讯引线,因此对于不同的HOV/ROV使用本接驳***,只需更换对应的定制线缆即可。
根据本发明优选的,在通信控制方面,HOV/ROV与所述交换机建立通信,所述交换机的输出接口的其中一路接到串口服务器,实现HOV/ROV与水下搭载平台扩展供电控制接驳***的单片机通信,所述交换机的其余输出接口分别连接若干个所述网络调制器,各个所述网络调制器输出端信号线分别连接各个所述探测舱输出接口,各个所述探测舱输出接口与各个探测舱连接。水下搭载平台扩展供电控制接驳***外挂载的每一个探测舱内部均需连接一个设置在相同网络名称的网络调制器,即:水下搭载平台扩展供电控制接驳***内部电路与探测舱内部各有一个网络调制器,两个网络调制器成对使用,设为相同的网络名称。
各个所述探测舱输出接口通过专用线缆与各个探测舱连接。专用线缆是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体到探测舱间的水下连接线缆,每个探测舱与本***舱体之间各一根专用线缆,每个探测舱占用本***舱体上的一个探测舱输出接口与各个探测舱连接。
若干个所述探测舱包括Roman探测舱、荧光探测舱、LTBS探测舱及Rip探测舱。
上述水下搭载平台扩展供电控制接驳***的工作方法,使用定制线缆连接HOV/ROV的供电通讯接口和水下搭载平台扩展供电控制接驳***的HOV/ROV输入接口,使用专用线缆连接水下搭载平台扩展供电控制接驳***的探测舱输出接口与探测舱的输入接口,视实际情况决定连接几个探测舱。将水下搭载平台扩展供电控制接驳***固定到HOV/ROV搭载平台上,操作HOV/ROV的机械手夹持住探测舱对准被测物体,包括步骤如下:
(1)HOV/ROV提供供电电压,通过所述HOV/ROV输入接口传输至所述内部电路,若输入电压为交流电,则经过所述开关电源将输入的交流电转变为直流电后输入至所述整流限流电路,例如,转变为24V/48V,也可为其它电压大小;若输入电压为直流电,则直接输入至所述整流限流电路;
(2)所述整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;由所述供电控制模块依次驱动继电器向若干个所述探测舱输出接口供电;所述DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;例如,可供单片机使用的3.3V电压、网络调制器使用的12V电压并为所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器供电;
(3)所述环境参数检测电路实时测量获取所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压,使用商业化温湿度、气压模块实现,并将其传输至所述单片机,所述多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给所述单片机,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过所述串口服务器、所述交换机、所述HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台是运行在HOV舱体内电脑或ROV船基、岸基电脑上的软件,用于控制一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***、多个探测舱的运行状态,可以回读一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体内部的温度、湿度、气压数据和各个探测舱当前工作状态,是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及多探测舱的上位机操作软件;HOV/ROV软件控制平台也依次通过所述交换机、所述串口服务器向所述单片机发送控制命令。
根据本发明优选的,步骤(3)中,包括步骤如下:
A、所述多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;进入步骤B;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态;
B、所述单片机实时判断所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,探测舱开始作业,测量数据保存到HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,HOV/ROV软件控制平台发出报警信息,提示设备漏水,关闭各探测舱。
本发明的有益效果为:
1、本发明使多个探测舱与HOV/ROV水下搭载平台对接只占用一个接口,提高HOV/ROV的负载能力。以一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***具备4个探测舱输出接口为例,HOV/ROV的负载能力变为原来的四倍。HOV/ROV搭载平台需要4个供电通讯接口才能驱动4个探测舱作业,而使用一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***后只需要使用HOV/ROV的1个供电通讯接口即可带动4个探测舱作业。
2、本发明能够协调多个探测舱的供电和通讯,控制和监控多个探测舱的工作状态,使多个探测舱或单个探测舱在不改变自身接口种类和内部电路的情况下灵活的与国内众HOV/ROV水下搭载平台对接联调。
3、本发明能够提高HOV/ROV水下搭载平台与探测舱之间的网络通信质量,延长HOV/ROV与探测舱之间的通信距离,增大探测舱的探测半径。HOV/ROV与探测舱之间的通信距离可以延长至800米。
附图说明
图1为本发明水下搭载平台扩展供电控制接驳***的结构框图;
图2为本发明水下搭载平台扩展供电控制接驳***的内部电路的结构连接示意图;
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定,但不限于此。
实施例1
一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,如图1所示,包括一个HOV/ROV输入接口、水下承压舱体、内部电路、若干个探测舱输出接口;水下承压舱体内设置有内部电路,HOV/ROV输入接口连接内部电路,内部电路还连接若干个探测舱输出接口;
如图2所示,内部电路包括整流限流电路、开关电源、DC/DC稳压模块、供电控制模块、单片机、串口服务器、环境参数检测电路、多探测舱工作状态检测电路、交换机、若干个网络调制器;开关电源连接整流限流电路,整流限流电路分别连接供电控制模块、DC/DC稳压模块,供电控制模块分别连接若干个探测舱输出接口,供电控制模块还连接多探测舱工作状态检测电路,DC/DC稳压模块分别连接单片机、串口服务器,单片机双向连接串口服务器,单片机双向连接环境参数检测电路,单片机还连接多探测舱工作状态检测电路,交换机分别连接串口服务器及若干个网络调制器,若干个网络调制器分别连接若干个探测舱输出接口;
HOV/ROV提供供电电压,通过HOV/ROV输入接口传输至内部电路,若输入电压为交流电,则经过开关电源将输入的交流电转变为直流电输入至整流限流电路,例如,转变为24V/48V,也可为其它电压大小;若输入电压为直流电,则直接输入至整流限流电路,整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;再由供电控制模块依次驱动继电器向若干个探测舱输出接口供电;DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;例如,可供单片机使用的3.3V电压、网络调制器使用的12V电压并为单片机、串口服务器、交换机、网络调制器供电;
环境参数检测电路实时测量获取水下承压舱体内的温度、湿度、气压,使用商业化温湿度、气压模块实现,并将其传输至单片机,多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给单片机,单片机对水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过串口服务器、交换机、HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台是运行在HOV舱体内电脑或ROV船基、岸基电脑上的软件,用于控制一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***、多个探测舱的运行状态,可以回读一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体内部的温度、湿度、气压数据和各个探测舱当前工作状态,是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及多探测舱的上位机操作软件;HOV/ROV软件控制平台也依次通过交换机、串口服务器向单片机发送控制命令。
多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态。
单片机对水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理,是指:单片机实时判断水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,只需将数据打包发送给HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,单片机发送设备漏水警报及具体的温度、湿度、气压数据到HOV/ROV软件控制平台,HOV/ROV软件控制平台提醒操作员立即为水下搭载平台扩展供电控制接驳***和多个探测舱断电。
由HOV/ROV的一个供电通讯接口引出的供电线和通讯线引出至一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***内部电路,经整流限流电路将输入电压转变为直流电,再由DC/DC稳压模块将输入电压转换为多个探测舱的额定工作电压(各探测舱电压可不同,增加稳压模块调整至对应的不同电压即可)输出到各个探测舱输出接口,同时DC/DC稳压模块也输出本***内部的单片机、串口服务器、交换机、网络调制器等的额定工作电压供其工作,使用环境参数检测电路检测舱体内温度、湿度、气压环境参数,使用AD检测各探测舱电源引线的电压确定当前各个探测舱的工作状态。在通讯方面,使用网络调制器提高网络通信质量,延长网络通信距离,其中网络调制器成对使用,本***舱体内和探测舱内各一个,网络名称需要设置为一致。本发明能够扩展HOV/ROV的通讯供电接口;能够协调多个探测舱的供电和通讯,控制和监控多个探测舱的工作状态,使多个相同或不同供电电压的探测舱在不改变自身接口种类和内部电路的情况下灵活的与国内众HOV/ROV水下搭载平台对接联调;能够协调多个探测舱作业,监控各探测舱当前工作状态。
实施例2
根据实施例1所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其区别在于:DC/DC稳压模块的型号为LM2596HVS;DC/DC稳压模块直流可调稳压电源输入电压4.5-50V,输出电压3-35V;供电控制模块通过多个继电器实现。单片机的型号为MSP430;串口服务器的型号为USR-TCP232-302;交换机的型号为OAM-6000-35-5TX;网络调制器的型号为DJA-8502。
HOV/ROV输入接口通过定制线缆连接内部电路,内部电路还通过定制线缆分别连接若干个探测舱输出接口。定制线缆的定制指的是针对不同HOV/ROV定制,不同的HOV/ROV供电通讯接口及各引线定义一般不一致,常见的接口种类有BHF13、Button;而水下搭载平台供电控制接驳***舱体外的HOV/ROV输入接口的种类可固定不变,如采用SUBCON接口,在线序上统筹规划尽量共用引线,包含尽可能多HOV/ROV的供电通讯引线,因此,对于不同的HOV/ROV使用本接驳***,只需更换对应的定制线缆即可。
在通信控制方面,HOV/ROV与交换机建立通信,交换机的输出接口的其中一路接到串口服务器,实现HOV/ROV与水下搭载平台扩展供电控制接驳***的单片机通信,交换机的其余输出接口分别连接若干个网络调制器,各个网络调制器输出端信号线分别连接各个探测舱输出接口,各个探测舱输出接口与各个探测舱连接。水下搭载平台扩展供电控制接驳***外挂载的每一个探测舱内部均需连接一个设置在相同网段的网络调制器,即:水下搭载平台扩展供电控制接驳***内部电路与探测舱内部各有一个网络调制器,两个网络调制器成对使用,设为相同的网络名称。
各个探测舱输出接口通过专用线缆与各个探测舱连接。专用线缆是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体到探测舱间的水下连接线缆,每个探测舱与本***舱体之间各一根专用线缆,每个探测舱占用本***舱体上的一个探测舱输出接口与各个探测舱连接。
若干个探测舱包括Roman探测舱、荧光探测舱、LTBS探测舱及Rip探测舱。
实施例3
根据实施例2所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其区别在于:
以蛟龙号HOV与Roman探测舱、荧光探测舱、LIBS探测舱、Rip探测舱协同深海作业为例,使用定制线缆连接蛟龙号的通讯供电接口和水下搭载平台扩展供电控制接驳***的HOV/ROV输入接口,使用4条专用线缆分别连接本***的4个探测舱输出接口与4个探测舱,将水下搭载平台扩展供电控制接驳***固定到蛟龙号HOV的搭载平台。载有蛟龙号HOV与水下搭载平台扩展供电控制接驳***以及Roman探测舱、荧光探测舱、LIBS探测舱、Rip探测舱的母船航行至预定海域,下放蛟龙号入水,蛟龙号航行至海底待测区域,在蛟龙号电脑上运行HOV/ROV软件控制平台,查看本***舱体及各个探测舱内部的温度、湿度、气压,若一切正常,蛟龙号操作员操纵机械手夹持住Roman探测舱对准被测物体,通过HOV/ROV软件控制平台可以观察到四个探测舱运行状态依次变为打开状态,点击HOV/ROV软件控制平台的相应按钮关闭荧光探测舱、LIBS探测舱、Rip探测舱,Roman探测舱开始探测,并将所得探测数据经一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***传输至蛟龙号内的HOV/ROV软件控制平台。Roman探测舱作业结束后,由HOV/ROV软件控制平台关闭Roman探测舱,打开荧光探测舱,机械手释放Roman探测舱,夹持住荧光探测舱继续作业,以此类推。
HOV/ROV软件控制平台也可对整个过程起到监视作用,蛟龙号操作人员可及时检测到漏水或其他异常情况,并进行紧急处理。接口扩展4倍,水下通信距离延长800米。
实施例4
实施例1-3任一所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***的工作方法,使用定制线缆连接HOV/ROV的供电通讯接口和水下搭载平台扩展供电控制接驳***的HOV/ROV输入接口,使用专用线缆连接水下搭载平台扩展供电控制接驳***的探测舱输出接口与探测舱的输入接口,视实际情况决定连接几个探测舱。将水下搭载平台扩展供电控制接驳***固定到HOV/ROV搭载平台上,操作HOV/ROV的机械手夹持住探测舱对准被测物体,包括步骤如下:
(1)HOV/ROV提供供电电压,通过HOV/ROV输入接口传输至内部电路,若输入电压为交流电,则经过开关电源将输入的交流电转变为直流电后输入至整流限流电路,例如,转变为24V/48V,也可为其它电压大小;若输入电压为直流电,则直接输入至整流限流电路;
(2)整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;由供电控制模块依次驱动继电器向若干个探测舱输出接口供电;DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;例如,可供单片机使用的3.3V电压、网络调制器使用的12V电压并为单片机、串口服务器、交换机、网络调制器供电;
(3)环境参数检测电路实时测量获取水下承压舱体内的温度、湿度、气压,使用商业化温湿度、气压模块实现,并将其传输至单片机,多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给单片机,单片机对水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过串口服务器、交换机、HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台是运行在HOV舱体内电脑或ROV船基、岸基电脑上的软件,用于控制一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***、多个探测舱的运行状态,可以回读一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***舱体内部的温度、湿度、气压数据和各个探测舱当前工作状态,是一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***及多探测舱的上位机操作软件;HOV/ROV软件控制平台也依次通过交换机、串口服务器向单片机发送控制命令。包括步骤如下:
A、多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;进入步骤B;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态;
B、单片机实时判断水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,探测舱开始作业,测量数据保存到HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,HOV/ROV软件控制平台发出报警信息,提示设备漏水,关闭各探测舱。

Claims (7)

1.一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其特征在于,包括一个HOV/ROV输入接口、水下承压舱体、内部电路、若干个探测舱输出接口;所述水下承压舱体内设置有内部电路,所述HOV/ROV输入接口连接所述内部电路,所述内部电路还连接若干个所述探测舱输出接口;
所述内部电路包括整流限流电路、开关电源、DC/DC稳压模块、供电控制模块、单片机、串口服务器、环境参数检测电路、多探测舱工作状态检测电路、交换机、若干个网络调制器;所述开关电源连接所述整流限流电路,所述整流限流电路分别连接所述供电控制模块、所述DC/DC稳压模块,所述供电控制模块分别连接若干个探测舱输出接口,所述供电控制模块还连接所述多探测舱工作状态检测电路,所述DC/DC稳压模块分别连接所述单片机、所述串口服务器,所述单片机双向连接所述串口服务器,所述单片机双向连接所述环境参数检测电路,所述单片机还连接所述多探测舱工作状态检测电路,所述交换机分别连接所述串口服务器及若干个所述网络调制器,若干个所述网络调制器分别连接若干个探测舱输出接口;
HOV/ROV提供供电电压,通过所述HOV/ROV输入接口传输至所述内部电路,若输入电压为交流电,则经过所述开关电源将输入的交流电转变为直流电输入至所述整流限流电路,若输入电压为直流电,则直接输入至所述整流限流电路,所述整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;再由所述供电控制模块依次驱动继电器向若干个所述探测舱输出接口供电;所述DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;所述环境参数检测电路实时测量获取所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压,并将其传输至所述单片机,所述多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给所述单片机,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过所述串口服务器、所述交换机、所述HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台也依次通过所述交换机、所述串口服务器向所述单片机发送控制命令。
2.根据权利要求1所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其特征在于,所述多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态。
3.根据权利要求1所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其特征在于,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理,是指:所述单片机实时判断所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,只需将数据打包发送给HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,单片机发送设备漏水警报及具体的温度、湿度、气压数据到HOV/ROV软件控制平台,HOV/ROV软件控制平台提醒操作员立即为水下搭载平台扩展供电控制接驳***和多个探测舱断电。
4.根据权利要求1所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其特征在于,所述DC/DC稳压模块的型号为LM2596HVS;所述单片机的型号为MSP430;所述串口服务器的型号为USR-TCP232-302;所述交换机的型号为OAM-6000-35-5TX;所述网络调制器的型号为DJA-8502。
5.根据权利要求1-5任一所述的一种水下搭载平台扩展供电控制接驳***,其特征在于,HOV/ROV与所述交换机建立通信,所述交换机的输出接口的其中一路接到串口服务器,实现HOV/ROV与水下搭载平台扩展供电控制接驳***的单片机通信,所述交换机的其余输出接口分别连接若干个所述网络调制器,各个所述网络调制器输出端信号线分别连接各个所述探测舱输出接口,各个所述探测舱输出接口与各个探测舱连接。
6.权利要求1-5任一所述的水下搭载平台扩展供电控制接驳***的工作方法,操作HOV/ROV的机械手夹持住探测舱对准被测物体,其特征在于,包括步骤如下:
(1)HOV/ROV提供供电电压,通过所述HOV/ROV输入接口传输至所述内部电路,若输入电压为交流电,则经过所述开关电源将输入的交流电转变为直流电后输入至所述整流限流电路,若输入电压为直流电,则直接输入至所述整流限流电路;
(2)所述整流限流电路将输入的电流调整到合适大小;由所述供电控制模块依次驱动继电器向若干个所述探测舱输出接口供电;所述DC/DC稳压模块将多探测舱的工作电压转换为可供所述单片机、串口服务器、交换机、网络调制器使用的电压;
(3)所述环境参数检测电路实时测量获取所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压,并将其传输至所述单片机,所述多探测舱工作状态检测电路实时检测各个探测舱的工作状态,并将检测到的各个探测舱的工作状态传输给所述单片机,所述单片机对所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压及各个探测舱的工作状态分析处理后,将反馈信息依次通过所述串口服务器、所述交换机、所述HOV/ROV输入接口、HOV/ROV到HOV/ROV软件控制平台;HOV/ROV软件控制平台也依次通过所述交换机、所述串口服务器向所述单片机发送控制命令。
7.根据权利要求6所述的水下搭载平台扩展供电控制接驳***的工作方法,其特征在于,步骤(3)中,包括步骤如下:
A、所述多探测舱工作状态检测电路通过AD模数转换实时检测各个探测舱供电线上电压大小是否为额定工作电压大小,若是,则该探测舱为打开状态;进入步骤B;若否,则该探测舱工作状态为关闭状态;
B、所述单片机实时判断所述水下承压舱体内的温度、湿度、气压数据是否超出安全范围,若未超出安全范围,探测舱开始作业,测量数据保存到HOV/ROV软件控制平台,若超出安全范围,HOV/ROV软件控制平台发出报警信息,提示设备漏水,关闭各探测舱。
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