深水可见光同步装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种深水可见光同步装置，实现自容式深水设备的海洋信息同步工作。主要是利用可见光信号作为同步信号，实现深海中海洋设备信号的同步运行。使用直接和多级中继接力相结合的方法，将可见光同步信号由专用的同步光信号发生模块传输至各个专用的光信号接收单元。光接收单元将光信号转化为电信号，传递给链中的各个设备，实现各设备的同步工作。整个系统的实现装置主要包括：同步光信号发生模块、中继转发模块、本地设备的同步接收转发模块，以及各个模块中的电源和授时模块等结构。可见光同步装置降低了海上布放、回收作业难度，存储、运输也更为简便。同时设备系统中各个设备间相互独立，有效的实现故障隔离，大大提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
深水可见光同步装置
本专利技术涉及海洋测量仪器领域，尤其涉及一种深水可见光同步装置
技术介绍
在海洋声学研究工作中，往往会将各种不同的自容式海洋仪器设备连接在一起，构成传感器阵列采集各种海洋信息，由于研究内容的需要，通常希望这些设备工作在同步模式，即：所有设备同时(同步)工作。传统设备中最常见的同步方法是通过设置同步信号线(同步电缆)连接实现，但是在海洋环境中，特别是在深海，由于这些自容式设备分布在不同深度，设备之间的间距一般也比较大，如果使用同步电缆连接，不仅连接方式复杂，在水下实现难度也非常大，因此按照传统的通过同步电缆连接实现同步的方式，并不适用于深水环境中的自容式海洋仪器设备。因此开展替代传统的通过同步电缆连接工作模式，发展适用于深水海洋仪器之间的新同步技术及相关装置的需求十分迫切。目前，已知的适用于自容式海洋仪器设备之间的同步技术方案，主要通过两种方式实现：1.磁感应方式通过利用磁感应信号传输原理，通过连接各自容式仪器间的系留缆，实现不同海洋仪器之间同步工作的同步装置。2.同步时钟方式通过GPS或者北斗系统完成授时，并利用PPS信号，结合使用高精度时钟源守时的方式，实现各个自容式设备间的同步。此外，还有部分设备采用声学同步技术，但由于海洋仪器设备阵列在水中位置极易随水流摆动，且声速传播相对较慢，因此采用声学同步这种方式不能实现多种仪器或多台仪器之间的精确同步。总体看来，磁感应和时钟同步这两种同步方式都已开展了实际海上应用，并取得了较好的工作效果，但在应用中也暴露出一定的局限性与不足：1.磁感应方式1)需要专用的系留缆，传递磁感应信号；2)锚系系统与系留缆之间的连接设计较复杂，不能直接利用现有的布放设备，需要对现有布放设备实施升级改造；3)系留缆一旦破损，必需全部更换，使用成本较高；4)系留缆维护，保养难度较大；5)系留缆悬挂设备重量受限；2.同步时钟方式1)设备布放前需要通过专用时钟源对所使用设备的高精度时钟进行驯服，驯服时间一般不小于3小时；2)长时间工作存在累积误差，导致同步精度下降；3)易受外界环境因素影响，如温度、振动、电压波动等；4)需要同步工作设备必须安装高精度时钟，而满足水声领域使用的高精度时钟通常是微型原子钟，其价格较高，且损坏率较高，使用成本较大；5)由于高精度时钟必须保持在工作状态，无法进行休眠，因此其实际使用功耗较大。同时，在海洋测量仪器领域方面，现有技术中虽然有部分设备通过声学通讯技术、高精度时钟技术及磁感应耦合技术等手段，实现了本地设备间的同步，但尚无将可见光技术与海洋仪器相互融合，实现各海洋仪器间或阵列系统同步运行的设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供了一种深水可见光同步装置，通过采用可见光信号进行信号的传输。从而使本地设备的同步更加的方便，同步精度更高，系统工作的可靠性更好、系统操作更加的方便。为实现上述目的，本专利技术提供了一种深水可见光同步装置，包括同步光信号发生模块、本地设备的同步接收转发模块和系留缆。同步光信号发生模块和本地设备的同步接收转发模块在系留缆上固定设置，同步光信号发生模块设置在靠近系留缆顶部的位置。本地设备的同步接收转发模块设置在系留缆上、同步光信号发生模块之下的位置。同步光信号发生模块发出同步光信号，本地设备的同步接收转发模块接收同步光信号。优选的，同步光信号发生模块和本地设备的同步接收转发模块之间的系留缆上设置有中继转发模块。中继转发模块设置在同步光信号发生模块和本地设备的同步接收转发模块之间。优选的，中继转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元和电池组。光学天线、光信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内。光学天线接收光信号并转换。光信号发生单元将转换后的信号再次发出。电池组与光信号发生单元连接。优选的，本专利技术还包括一种用于深水可见光同步装置的同步光信号发生模块。包括水密电子仓、光信号发生单元、时钟单元、工作任务存储单元和电池组。光信号发生单元、时钟单元、工作任务存储单元和电池组都设置在水密电子仓内。光信号发生单元发出可见光同步信号。时钟单元和工作任务存储单元与光信号发生单元连接。电池组与光信号发生单元连接。优选的，本专利技术还包括了一种用于深水可见光同步装置的中继转发模块。包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元和电池组。光学天线、光信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内。光学天线接收可见光同步信号并转换。光信号发生单元将转换后的信号再次发出。电池组与光信号发生单元连接。优选的，本专利技术还包括了一种用于深水可见光同步装置的用于本地设备的同步接收模块，同步接收模块还包括了转发模块。同步接收转发模块固定的设置在本地设备上。同步接收转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组。光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内。光学天线接收光信号并转换。光信号发生单元将转换后的信号再次发出。同步信号发生单元与光信号发生单元连接。电池组与光信号发生单元连接。本专利技术提供了一种深水可见光同步装置，通过光信号同步，利用光信号的传输完成各本地设备间的同步操作，从而使设备的同步更加的简单。同时，由于光传播速度快，因此通过光信号传输带来的传输延迟可以忽略，使各本地设备的同步更加的精确。各本地设备可通过选择使用可见光同步装置提供的信号进行同步运行或记录同步时刻等操作，从而达到更好的信号传递效果。通过系留缆连接各光信号同步装置和本地设备，系留缆的型号可根据实际需求灵活选择。系留缆的破断力选择范围从数吨到数十吨可任意选择。同时光信号同步装置与系留缆之间无需水密连接及其它复杂的保护措施。从而大大降低传输介质的造价，也增加了设备连接的可靠性。同时，本地设备中各个设备间相互独立的，可有效的实现故障隔离，不会因某个设备的故障导致整条阵列的损坏，大大提高系统的可靠性。光信号同步系统的信号发射端和接收端，都是光信号传输，与本地设备本身无直接关系。仅在输出同步信号时与本地设备单向通信，并且由于整个装置各模块体积均较小，所以装拆非常方便。同时用户可根据布放深度、设备间距设备数量等需求决定设备链系统中中继模块的个数，整个光信号同步装置海上布放、回收作业难度小，存储、运输简便。附图说明图1为本专利技术深水可见光同步装置基本实施方式的结构示意图；图2为本专利技术同步光信号发生模块的内部结构框图；图3为本专利技术中继转发模块的内部结构框图；图4为本专利技术本地设备的同步接收转发模块的内部结构框图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。在海洋声学研究中，通常是将各种不同的自容式海洋仪器连接在一起，进行数据的采集。由于研究内容的需要，采集的数据往往是需要同步的，即通常希望采集数据的设备在同时工作。本专利技术针对这一问题，提出了一种深水可见光同步装置。通过采用可见光，将信号传递给需要工作的最近的海洋仪器。海洋仪器再将信号传递给与其相临近的其它海洋仪器，并依次传递。为了解决在传递过程中造成的信号不稳定的现象，本专利技术还加入了中继转发模块。由于光的传播速度很快，从而可实现信号的同步传播和设备的同步运行。在本实施例中，所提到的海洋设备为本地设备的具体工作单元。本专利技术所使用的具体工作单元包括了海洋设备，但不局限于海洋设备。图1是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深水可见光同步装置，其特征在于：包括同步光信号发生模块、本地设备的同步接收模块；所述同步光信号发生模块和本地设备的同步接收模块在系留缆上固定设置，同步光信号发生模块设置在靠近系留缆顶部的位置，本地设备的同步接收模块设置在系留缆上、同步光信号发生模块之下的位置；所述同步光信号发生模块发出同步光信号；所述本地设备的同步接收模块接收同步光信号。

【技术特征摘要】
1.一种深水可见光同步装置，其特征在于：包括同步光信号发生模块、多个中继转发模块、多个本地设备的同步接收转发模块和系留缆；所述同步光信号发生模块、中继转发模块和本地设备的同步接收转发模块在系留缆上固定设置，同步光信号发生模块设置在靠近系留缆顶部的位置，本地设备的同步接收转发模块设置在系留缆上、同步光信号发生模块之下的位置，中继转发模块设置在同步光信号发生模块和本地设备的同步接收转发模块之间的系留缆上，以及多个本地设备同步接收转发模块之间；所述深水可见光同步装置各设备自主工作，相互之间各自独立；所述同步光信号发生模块发出同步光信号；所述本地设备的同步接收模块接收同步光信号。2.根据权利要求1所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于：所述中继转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元和电池组；所述光学天线、光信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内；所述光学天线接收光信号并转换；所述光信号发生单元将转换后的信号再次发出；所述电池组与光信号发生单元连接。3.根据权利要求1所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于：所述本地设备的同步接收转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组；所述光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组设置在水密...

【专利技术属性】
技术研发人员：江磊，王海斌，郭永刚，林鹏，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11