一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统及其工作方法，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；本发明专利技术使多个探测舱与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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统及其工作方法
本专利技术涉及一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统及其工作方法，属于深海探测

技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统；本专利技术还提供了上述水下搭载平台扩展供电控制接驳系统的工作方法。本专利技术能在不改变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(HumanOccupiedVehicles)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(RemoteOperatedVehicle)即遥控无人潜水器，是无人水下航行器(UnmannedUnderwaterVehicle,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系统、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系统舱体内部的温度、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系统及多探测舱的上位机操作软件。本专利技术的技术方案为：一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统，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系统、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系统舱体内部的温度、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系统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系统和多个探测舱断电。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系统内部电路，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稳压模块也输出本系统内部的单片机、串口服务器、交换机、网络调制器等的额定工作电压供其工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统，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；/n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；/nHOV/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。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下搭载平台扩展供电控制接驳系统，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系统，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系统，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，HO...

【专利技术属性】
技术研发人员：亓夫军，孙丽娟，张鑫，刘惠萍，李宝刚，尤浩，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37