CN204578524U - 基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种水上浮标的信息收发装置。本实用新型的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，包括通信浮标(1)、嵌入式传感器(2)、数据采集站(3)，嵌入式传感器(2)设置在海底的管道(4)上，嵌入式传感器(2)通过有线或无线方式与通信浮标(1)之间通讯，通信浮标(1)与数据采集站(3)之间无线通信。本实用新型的有益效果为：其解决海底管道故障信息传输的难题，可以准确、快速定位出海底管道的异常区域，为排查和抢修工作提供有针对性的参考数据。
Description
技术领域
本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种水上浮标的信息收发装置。
背景技术
当今世界人口迅速膨胀，陆地能源供应已经很难满足人类的需求，各国纷纷将目标转向了占地球总面积71％的海洋。1887年在美国加利福尼亚的圣巴巴拉地区建立起世界上第一个海上钻井平台，开创了海洋石油工程和石油开发的历史。而1896年，美国以伐桥连接方式在加利福尼亚距海岸200多米处打出世界第一口海上油井，标志着海洋石油工业的诞生。中国的海洋石油事业发端于南海，早在1957年，有关部门就开始了在海南岛南面莺歌海岸外组织作业，进行探测活动。目前，海洋油气勘探开发范围已从浅海、半浅海逐步向深海延伸。
中国近海大陆架面积130多万平方公里，目前已发现7个大型含油气沉积盆地，60多个含油、气构造，已评价证实的油、气田30个，石油资源量8亿多吨，天然气1300多亿立方米。而上述中国海洋油气资源，又有70％蕴藏于深海区域。
我国目前开发的油气资源多为浅水、近岸海域，生态环境非常脆弱，大部分的油气资源运输都是通过海底管道完成，一旦出现油气输送中断、油气泄露等事件，直接影响到经济发展和环境保护。据海洋业内专家介绍，目前我国海底管道数量和种类繁多，有单层、双层等多种结构型式，分布范围遍布中国各个海域，地理条件、海况环境复杂多变，部分海底管道投产年限已经临近乃至超过原设计寿命，运行状况不佳，事故风险增大。因此，海底管道在服役期间的安全性已经成为海底管道运营过程中必须要特别关注的问题。
由于我国海洋工程发展较为缓慢，海底管道的铺设起步也较晚，即使近十年的海底油气管道建设中仍然有无法检测的，甚至有的在设计初期就没有考虑增设检验装备、计划预留油气管道缺陷检测器收发装置，而最为棘手的难题是海洋水下、水上信息如何进行传输。
实用新型内容
为解决以上问题，本实用新型提供一种基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，借助于此装置可以将海底管道上设置的管道监测传感器收集到的数据进行功率放大，并通过发射天线将数据包借由通信卫星实时传输到陆地上的数据采集站。所有数据都会被分析，并以此来判断管道状态是否有异常。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：其包括通信浮标、嵌入式传感器、数据采集站，嵌入式传感器设置在海底的管道上，嵌入式传感器通过有线或无线方式与通信浮标之间通讯，通信浮标与数据采集站之间通过卫星实现无线通信。
本装置主体是一个浮标，在浮标的基础上加装了一套信息处理***，太阳能光伏电池板和蓄电池主要负责为浮标上的信息处理设备提供电能；通信光缆连通着管道上的传感器和水面上的浮标，在两者之间架起信息传输的通道；主控电路和时序控制电路控制着信息分时进行接收和发送；调制模块负责将传感器采集的信号和卫星定位模块得到的位置信息调制到适合传输的频段进行传输；功率放大器则是对需要发送的信号进行功率放大，保证其能够稳定、持续、完整的传输到目的地；自动追星卫星天线在浮标不稳定的情况下也可以实现卫星天线与卫星的有效连通，保证通信的正常进行，卫星天线将调理后的信号传送到指定的卫星，卫星将信息转发到数据采集站。
所述的通信浮标包括平台主体，平台主体上设置信号处理模块、蓄电池、太阳能光伏电池板、自动追星卫星天线，蓄电池为信号处理模块及卫星天线供电，太阳能光伏电池板与蓄电池连接并为蓄电池充电，信号处理模块接收嵌入式传感器信号后通过卫星天线将采集的管道的数据传输到数据采集站。
平台主体上设置防护栏杆，用于起到防护的作用。
嵌入式传感器与通信浮标之间通过通信光缆有线通讯。
海底管道上嵌设的传感器间隔分布(比如，每隔100m布设一个传感器，每10个传感器为一组)浮标就处在这一组传感器管段的中间位置。
为证浮标不会随海浪漂流，可对浮标采取固定措施，通信浮标通过缆绳固定于海底，并保证缆绳和通信光缆的长度有足够的余量，不至于在大风浪或涨潮时造成通信光缆和固定缆绳被扯断。
本实用新型的有益效果为：其解决海底管道故障信息传输的难题，可以准确、快速定位出海底管道的异常区域，为排查和抢修工作提供有针对性的参考数据。
附图说明
图1为海底管道信号传输示意图。
图2为通信浮标的示意图。
其中：1-通信浮标；2-嵌入式传感器；3-数据采集站；4-管道；5-缆绳；6-通信光缆；11-平台主体；12-信号处理模块；13-蓄电池；14-太阳能光伏电池板；15-自动追星卫星天线；16-防护栏杆。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图进一步说明本实用新型：
如图1、图2所示，本实用新型的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，包括通信浮标1、嵌入式传感器2、数据采集站3，嵌入式传感器2设置在海底的管道4上，嵌入式传感器2通过有线方式与通信浮标1之间通讯，通信浮标1与数据采集站3之间无线通信。
所述的通信浮标1包括平台主体11，平台主体11上设置信号处理模块12、蓄电池13、太阳能光伏电池板14、自动追星卫星天线15，蓄电池13为信号处理模块12和自动追星卫星天线15供电，太阳能光伏电池板14与蓄电池13连接，信号处理模块12接收嵌入式传感器2信号后通过自动追星卫星天线15将采集的管道4的数据传输到数据采集站3。
平台主体11上设置防护栏杆16。通信浮标1通过缆绳5固定于海底。嵌入式传感器2与通信浮标1之间通过通信光缆6有线通讯。
所有传感器传输来的信号分时经过信号调制和功率放大并通过卫星天线发射出去，经由通信卫星的中转，最终传输到陆地上的数据采集站。这些信息数据不仅包含了所有传感器监测的海底管道的状态信息，还含有浮标所处位置的经纬度信息，如若有传感器监测到异常，数据采集站的分析***可以及时根据信息中包含的位置信息准确定位出异常区域。为排查和抢修工作提供有针对性的参考数据。
实施例2
嵌入式传感器2通过无线方式与通信浮标1之间通讯，所有的传感器输出的电信号都经由管道上放置的水声换能器转换为声音信号，通过水传输到浮标，浮标上的水声换能器则将接收到的声音信号转换为电信号。
其它同实施例1。
Claims (5)
1.一种基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，其特征在于，包括通信浮标(1)、嵌入式传感器(2)、数据采集站(3)，嵌入式传感器(2)设置在海底的管道(4)上，嵌入式传感器(2)通过有线或无线方式与通信浮标(1)之间通讯，通信浮标(1)与数据采集站(3)之间无线通信。
2.根据权利要求1所述的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，其特征在于，所述的通信浮标(1)包括平台主体(11)，平台主体(11)上设置信号处理模块(12)、蓄电池(13)、太阳能光伏电池板(14)、自动追星卫星天线(15)，蓄电池(13)为信号处理模块(12)供电，太阳能光伏电池板(14)与蓄电池(13)连接，信号处理模块(12)接收嵌入式传感器(2)信号后通过自动追星卫星天线(15)将采集的管道(4)的数据传输到数据采集站(3)。
3.根据权利要求2所述的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，其特征在于，平台主体(11)上设置防护栏杆(16)。
4.根据权利要求3所述的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，其特征在于，通信浮标(1)通过缆绳(5)固定于海底。
5.根据权利要求1所述的基于卫星通信的浮标式水上信息收发装置，其特征在于，嵌入式传感器(2)与通信浮标(1)之间通过通信光缆(6)有线通讯。
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