水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋信息技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)可以在具有水下可視和水下視頻監(jiān)控需求的設(shè)備上應(yīng)用，比如電視抓斗、深海光纜拖體、深海巖芯取樣鉆機、底質(zhì)取樣器、深海生物直視取樣、深海沉積物高保真直視取樣裝置等。目前這些設(shè)備普遍用的都是標(biāo)清的攝像系統(tǒng)，分辨率為720x576左右，海上數(shù)據(jù)處理人員可能因為圖像不清晰，造成錯過重要數(shù)據(jù)信號，錯失海底重大發(fā)現(xiàn)。采用了高清視頻光纖數(shù)傳系統(tǒng)之后，視頻的分辨率達到了 1080i，視頻更清晰效果更好，能夠更清楚地觀察水下情況，并能夠錄下水下的高清視頻，進而提高海上工作效率，另外保存的高清視頻可以更好地用于科學(xué)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)，用于采用高清通信模塊，視頻的分辨率達到了 1080i，使得能夠更清楚地觀察水下情況，進而提高海上工作效率，保存的高清視頻可以更好地用于科學(xué)研究。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]—種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)，分為水上部分和水下部分，水上部分包括工控機、高壓直流電源模塊、甲板光纖通信機和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機，水下部分包括主控模塊、整流模塊、電源模塊、光纖通信模塊、波分復(fù)用模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊、傳感器模塊、高度計、至少一路高清攝像機和至少一路水下照明燈，其中主控模塊通過RS232協(xié)議與光纖通信模塊以及傳感器模塊進行通信，通過CAN總線完成與亮度調(diào)節(jié)模塊的通信，亮度調(diào)節(jié)模塊連有水下照明燈，主控模塊給亮度調(diào)節(jié)模塊發(fā)送指令控制其模擬輸出，達到多檔位亮度調(diào)節(jié)的效果，高清攝像頭將高清視頻傳輸給光纖通信模塊，波分復(fù)用模塊將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和一路串口通信信號合成一路由光電復(fù)合纜傳送到水上部分，甲板光纖通信機經(jīng)光電復(fù)合纜、波分復(fù)用模塊、光纖通信模塊實現(xiàn)和主控模塊的控制量和信號量的傳輸，工控機和甲板光纖通信機進行控制量和測量數(shù)據(jù)的傳輸，工控機和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機之間進行網(wǎng)絡(luò)視頻信號量的傳輸，甲板光纖通信機將高清視頻傳輸給網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機。
[0006]優(yōu)選地，所述電源模塊進一步包括300V/DC轉(zhuǎn)24V/DC模塊和24V/DC轉(zhuǎn)5V/DC模塊，高壓直流電源模塊將300V/AC轉(zhuǎn)化成300V/DC通過光電復(fù)合纜傳至水下部分，經(jīng)整流模塊到電源模塊，此處整流模塊可以避免電源正負極接反給整個水下系統(tǒng)帶來的危害，電源模塊將300V/DC電源轉(zhuǎn)化成24V直流電給主控模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊、兩路水下燈供電，然后將24V轉(zhuǎn)化成5V直流電給光纖通信模塊供電。
[0007]優(yōu)選地，所述光纖通信模塊包含三個光纖通信機，其中兩個高清光纖通信機包含用于連接高清攝像頭高清視頻接口，另一個普通數(shù)據(jù)光纖通信機包含一個用于和主控模塊通信串口接口，三個光纖通信機都包含用于和波分復(fù)用模塊之間光信號的傳輸?shù)墓饫w接□ ο
[0008]優(yōu)選地，所述傳感器模塊包含多個傳感器接口。
[0009]優(yōu)選地，所述波分復(fù)用模塊包含波分復(fù)用板和PLC-Splitter，波分復(fù)用板將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和串口通信信號合成一路，經(jīng)PLC-Splitter將光信號進行分支后由光電復(fù)合纜傳送到水上部分，經(jīng)過甲板光纖通信機處理后把視頻顯示在工控機上。
[0010]優(yōu)選地，所述亮度調(diào)節(jié)模塊包括亮度調(diào)節(jié)控制電路、運算放大器電路和電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的正負9V電源給運算放大器電路的雙極性運放0P07供電，主控模塊通過CAN給亮度調(diào)節(jié)控制電路發(fā)送指令，所述亮度調(diào)節(jié)芯片接收命令后經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換，由0P07輸出0-5V模擬電壓，用于水下燈多檔位亮度調(diào)節(jié)。
[0011]優(yōu)選地，所述電源轉(zhuǎn)換電路進一步包括24V轉(zhuǎn)9V電路，9V轉(zhuǎn)3.3V電路以及3V基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，24V轉(zhuǎn)9V電路采用了 TPS5430電源轉(zhuǎn)換芯片。
[0012]優(yōu)選地，進一步包括用于放置水下部分的密封耐壓艙，水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的水下電路板設(shè)置于密封耐壓艙的分層設(shè)置的電路板固定架上，所述密封耐壓艙的環(huán)筒外設(shè)置有用于防止在光纖調(diào)試過程中損壞光纖的保護蓋，環(huán)筒上設(shè)置有若干方便走線的過線槽。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0014](1)本發(fā)明設(shè)計了高清視頻傳輸通道，可以將水下的相關(guān)信息直觀高清的傳輸?shù)郊装迳喜⒈４嫫饋恚瑸楹Ｑ罂茖W(xué)研究提供了一個進步的階梯。
[0015](2)亮度調(diào)節(jié)模塊中的24V轉(zhuǎn)9V電路采用了 TPS5430電源轉(zhuǎn)換芯片，它使得整個系統(tǒng)體積減小，發(fā)熱量降低，工作效率提高。
[0016](3)亮度調(diào)節(jié)模塊有多個檔位用于調(diào)節(jié)水下燈的亮度，一方面可以保證其在水下地正常工作，另一方面可以更好地在甲板上調(diào)試，最大程度得適應(yīng)了水下和水上環(huán)境。
[0017](4)相較于一般的普通密封耐壓艙，本發(fā)明考慮到光纖在調(diào)試過程中容易受到損壞，特意設(shè)計了一個保護蓋，使得密封耐壓艙的安全性更高，適用性更廣。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的原理框圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例的一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的水下系統(tǒng)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例的一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的亮度調(diào)節(jié)模塊原理圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實施例的一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的亮度調(diào)節(jié)模塊中電源轉(zhuǎn)換電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0024]實施例1
[0025]參見圖1與圖2，所示分別為本發(fā)明實施例的一種水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖以及水下高清光纖數(shù)傳系統(tǒng)的水下系統(tǒng)示意圖，分為水上部分10和水下部分20，水上部分10包括工控機101、高壓直流電源模塊102、甲板光纖通信機103和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機104，水下部分20包括主控模塊201、整流模塊202、電源模塊203、光纖通信模塊204、波分復(fù)用模塊205、亮度調(diào)節(jié)模塊206、傳感器模塊207、高度計208、至少一路高清攝像機209和至少一路水下照明燈210，其中主控模塊201通過RS232協(xié)議與光纖通信模塊204以及傳感器模塊207進行通信，通過CAN總線完成與亮度調(diào)節(jié)模塊206的通信，亮度調(diào)節(jié)模塊206連有水下照明燈210，主控模塊201給亮度調(diào)節(jié)模塊206發(fā)送指令控制其模擬輸出，達到多檔位亮度調(diào)節(jié)的效果，高清攝像機209將高清視頻傳輸給光纖通信模塊204，波分復(fù)用模塊205將光纖通信模塊204傳入的兩路高清視頻信號和一路串口通信信號合成一路信號由光電復(fù)合纜傳送到水上部分10，甲板光纖通信機103經(jīng)光電復(fù)合纜、波分復(fù)用模塊、光纖通信模塊實現(xiàn)和主控模塊的控制量和信號量的傳輸，工控機101和甲板光纖通信機103進行控制量和測量數(shù)據(jù)的傳輸，工控機和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機之間進行網(wǎng)絡(luò)視頻信號量的傳輸，甲板光纖通信機將高清視頻傳輸給網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機。兩路高清攝像頭用于觀察水下情況，采集高清視頻。高度計