一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋科學研究領域的一種海底觀測手段，具體地是一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國是個海洋大國，擁有豐富的海洋資源，大陸海岸線總長度超過1.8 X 104km，管轄海域近300 X 104 km2。開發(fā)海洋是推動我國經(jīng)濟社會發(fā)展的一項戰(zhàn)略任務，我國要加強海洋調(diào)查評價和規(guī)劃，全面推進海域使用管理，加強海洋環(huán)境保護，促進海洋開發(fā)和經(jīng)濟發(fā)展。海底觀測網(wǎng)絡的研究與建設是目前國際海洋研究領域研究的熱點。海底觀測網(wǎng)能夠獲取包括海洋物理、化學、地址、生物等觀測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涉及海洋資源與能源、氣候、環(huán)境、生態(tài)等方面，對于海洋科學研究、海洋環(huán)境保護，以及海底資源勘探與開發(fā)等都具有十分重要的意義。因此，近年來各國紛紛提出計劃或投入巨資建設本國的大規(guī)模纜系海底觀測系統(tǒng)。
[0003]目前，世界各國海底觀測網(wǎng)的研究已經(jīng)全面展開。自20世紀90年代以來，美、力口、日等海洋技術發(fā)達國家紛紛開展了海底觀測網(wǎng)的研究與建設，其中典型代表有:1998年，美國華盛頓大學與伍茲霍爾海洋研究所開展了 NEPTUNE計劃，加拿大于1999年6月加入。2003年，日本東京大學主持建設了海底地震觀測網(wǎng)A R ENA( advancedreal-timeearth monitoring network in the area),以提供地震、海洋學和生物學等信息。
[0004]監(jiān)控系統(tǒng)是海底長期觀測系統(tǒng)的核心組成部分，具有最終意義的海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)是通過監(jiān)控采集和傳輸?shù)桨墩具M行顯示和存儲使用的，監(jiān)控系統(tǒng)還負責監(jiān)測和保護系統(tǒng)的安全運行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術的不足，提供一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)視頻、控制命令等信息通過光纖以太網(wǎng)的實時雙向傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對電能質(zhì)量指標和絕緣、漏水等安全指標的實時監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)故障的智能處理。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。
[0007]本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，在結構上分為三個層次:岸站監(jiān)控子系統(tǒng)、主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)、次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)；其結構要點是:第一層次岸站監(jiān)控子系統(tǒng)，包括監(jiān)控計算機、監(jiān)視器、視頻解碼器、網(wǎng)管型光交換機、服務器；第二層次主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，安裝運行于主接駁盒電子艙內(nèi)，從主接駁盒內(nèi)再分支出不同的次節(jié)點，系統(tǒng)包括網(wǎng)管型光交換機、以太網(wǎng)邏輯控制器、電壓變換器、電流傳感器、電壓傳感器、繼電器，能夠監(jiān)控每一個次級接駁盒的供電狀態(tài)(電壓、電流)，并作為次級接駁盒數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨墩镜闹欣^；第三層次為次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，負責為水下攝像機、ADCP、水質(zhì)儀等設備供電和進行數(shù)據(jù)傳輸，該層控制系統(tǒng)將PAL制式視頻和串行格式數(shù)據(jù)如R S— 232，R S — 422，R S-485均轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)傳輸格式數(shù)據(jù)。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述岸站監(jiān)控子系統(tǒng)的網(wǎng)管型光交換機采用MOXA的EDS—728，該交換機具有I GB/s的光纖接口，還具有100 MB/s的網(wǎng)線接口，具有較強的網(wǎng)絡管理和通信能力；所述視頻解碼器和光交換機通過網(wǎng)線連接，視頻解碼器的視頻輸出信號通過BNC視頻線連接視頻顯示器。
[0009]進一步地，所述視頻解碼器采用MOXA的Dport361，所述服務器采用惠普DL385機架式刀片服務器，服務器通過網(wǎng)線連接光以太網(wǎng)交換機。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的光以太網(wǎng)交換機采用MOXA EDS—G509，該交換機具有l(wèi)GB/s的數(shù)據(jù)通信能力，通過光纖和岸站光交換機連接，光以太網(wǎng)交互機通過網(wǎng)線連接以太網(wǎng)邏輯控制器。
[0011]更進一步地，所述以太網(wǎng)邏輯控制器采用WAGO的750— 881可編程邏輯控制器，用來采集主接駁盒控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)和接收岸站監(jiān)控程序指令。
[0012]另外，所述主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)包括設備有電流傳感器、電壓傳感器、繼電器，負責采集監(jiān)控次級接駁盒的供電狀況。
[0013]本發(fā)明的有益效果是。
[0014]本發(fā)明海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的主接駁監(jiān)控系統(tǒng)、次級接駁盒監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯韵到y(tǒng)的運行狀態(tài)進行檢測并在岸站監(jiān)控系統(tǒng)顯示。岸站監(jiān)控程序顯示了主接駁盒監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的主接駁盒狀態(tài)數(shù)據(jù)，主要為供電電壓、電流、絕緣、漏水值等信息視頻監(jiān)控顯示是海底觀測網(wǎng)的重要的功能。
[0015]本發(fā)明控制系統(tǒng)采用視頻編碼器壓縮視頻信號，采用三層交換機系統(tǒng)傳輸視頻信號，在岸站監(jiān)控計算機內(nèi)通過軟件解碼并實時顯示視頻；實現(xiàn)了電能的輸送和檢測，實現(xiàn)了水面監(jiān)控系統(tǒng)與水下監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r傳輸，實現(xiàn)了安全監(jiān)控功能要求。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)總體結構圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的岸站監(jiān)控系統(tǒng)構架連接圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的主接駁盒監(jiān)控系統(tǒng)構架連接圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)總體結構圖。圖中包括岸站監(jiān)控子系統(tǒng)、主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)、次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)；第一層次岸站監(jiān)控子系統(tǒng)，包括監(jiān)控計算機、監(jiān)視器、視頻解碼器、網(wǎng)管型光交換機、服務器；第二層次主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，安裝運行于主接駁盒電子艙內(nèi)，從主接駁盒內(nèi)再分支出不同的次節(jié)點，系統(tǒng)包括網(wǎng)管型光交換機、以太網(wǎng)邏輯控制器、電壓變換器、電流傳感器、電壓傳感器、繼電器，能夠監(jiān)控每一個次級接駁盒的供電狀態(tài)(電壓、電流)，并作為次級接駁盒數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨墩镜闹欣^；第三層次為次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，負責為水下攝像機、ADCP、水質(zhì)儀等設備供電和進行數(shù)據(jù)傳輸，該層控制系統(tǒng)將PAL制式視頻和串行格式數(shù)據(jù)如R S — 232，R S — 422，R S-485均轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)傳輸格式數(shù)據(jù)。
[0020]如圖2所示實施例，為本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的岸站監(jiān)控系統(tǒng)構架連接圖。圖中，岸站監(jiān)控子系統(tǒng)的網(wǎng)管型光交換機采用MOXA的EDS — 728，該交換機具有I GB/s的光纖接口，還具有100 ΜΒ/s的網(wǎng)線接口，具有較強的網(wǎng)絡管理和通信能力；視頻解碼器和光交換機通過網(wǎng)線連接，視頻解碼器的視頻輸出信號通過BNC視頻線連接視頻顯示器；視頻解碼器采用MOXA的Dport361，所述服務器采用惠普DL385機架式刀片服務器，服務器通過網(wǎng)線連接光以太網(wǎng)交換機。
[0021]如圖3所示實施例，為本發(fā)明一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)的主接駁盒監(jiān)控系統(tǒng)構架連接圖。圖中，主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的光以太網(wǎng)交換機采用MOXA EDS — G509，該交換機具有l(wèi)GB/s的數(shù)據(jù)通信能力，通過光纖和岸站光交換機連接，光以太網(wǎng)交互機通過網(wǎng)線連接以太網(wǎng)邏輯控制器；以太網(wǎng)邏輯控制器采用WAGO的750— 881可編程邏輯控制器，用來采集主接駁盒控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)和接收岸站監(jiān)控程序指令；主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)包括設備有電流傳感器、電壓傳感器等、繼電器等，負責采集監(jiān)控次級接駁盒的供電狀況。
【主權項】
1.一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其中岸站監(jiān)控子系統(tǒng)、主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)、次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)；其特征在于:第一層次岸站監(jiān)控子系統(tǒng)，包括監(jiān)控計算機、監(jiān)視器、視頻解碼器、網(wǎng)管型光交換機、服務器；第二層次主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，安裝運行于主接駁盒電子艙內(nèi)，系統(tǒng)包括網(wǎng)管型光交換機、以太網(wǎng)邏輯控制器、電壓變換器、電流傳感器、電壓傳感器、繼電器；第三層次為次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，負責為水下攝像機、ADCP、水質(zhì)儀設備供電和進行數(shù)據(jù)傳輸，該層控制系統(tǒng)將PAL制式視頻和串行格式數(shù)據(jù)如R S— 232，R S — 422，R S-485均轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)傳輸格式數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述岸站監(jiān)控子系統(tǒng)的網(wǎng)管型光交換機采用MOXA的EDS — 728 ;所述視頻解碼器和光交換機通過網(wǎng)線連接，視頻解碼器的視頻輸出信號通過BNC視頻線連接視頻顯示器。3.根據(jù)權利要求2所述的一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻解碼器采用MOXA的Dport361，所述服務器采用惠普DL385機架式刀片服務器，服務器通過網(wǎng)線連接光以太網(wǎng)交換機。4.根據(jù)權利要求1所述的一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的光以太網(wǎng)交換機采用MOXA EDS—G509 ;通過光纖和岸站光交換機連接，光以太網(wǎng)交互機通過網(wǎng)線連接以太網(wǎng)邏輯控制器。5.根據(jù)權利要求4所述的一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述以太網(wǎng)邏輯控制器采用WAGO的750— 881可編程邏輯控制器。6.根據(jù)權利要求1所述的一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)包括設備有電流傳感器、電壓傳感器、繼電器。
【專利摘要】一種海底觀測網(wǎng)控制系統(tǒng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)視頻、控制命令等信息通過光纖以太網(wǎng)的實時雙向傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對電能質(zhì)量指標和絕緣、漏水安全指標的實時監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)故障的智能處理。其中包括岸站監(jiān)控子系統(tǒng)、主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)、次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)；第一層次岸站監(jiān)控子系統(tǒng)，包括監(jiān)控計算機、監(jiān)視器、視頻解碼器、網(wǎng)管型光交換機、服務器；第二層次主接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，系統(tǒng)包括網(wǎng)管型光交換機、以太網(wǎng)邏輯控制器、電壓變換器、電流傳感器、電壓傳感器、繼電器；第三層次為次級接駁盒監(jiān)控子系統(tǒng)，負責為水下攝像機、ADCP、水質(zhì)儀供電和進行數(shù)據(jù)傳輸，該層控制系統(tǒng)將PAL制式視頻和串行格式數(shù)據(jù)如ＲS—232，ＲS—422，ＲS—485均轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)傳輸格式數(shù)據(jù)。
【IPC分類】B63C11/52, H04N7/18
【公開號】CN105516646
【申請?zhí)枴緾N201410489379
【發(fā)明人】祁艷, 紀仟銘
【申請人】祁艷
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月24日