海洋牧场生态监测网小浮标制造技术

本发明专利技术提供了一种海洋牧场生态监测网小浮标，包括浮体、限弯器和水下传感器链，浮体包括壳体、电源、控制模块和通讯模块，壳体内部分别安装电源、控制模块和通讯模块，通讯模块信号连接至控制模块，控制模块线路连接至所述电源，水下传感器链包括第一传输线缆、传感器固定组件、第三传输线缆和重力锚，第一传输线缆下端依次通过传感器固定组件和第三传输线缆安装重力锚。本发明专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，是一种低成本海洋监测手段，可大量“群蜂式”布放，实现海洋环境与生物种群特征的高时空分辨率监测，为构建海洋牧场环境智能化立体监测物联网提出了全新的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
海洋牧场生态监测网小浮标
本专利技术属于海洋环境监测领域，尤其是涉及一种海洋牧场生态监测网小浮标。
技术介绍
现代化海洋牧场是适合现代可持续发展战略的新型海洋生物资源开发模式，其区别于传统海洋牧场建设的最重要特征之一，就是利用现代科学技术和管理方法对生物资源、生态环境、渔业生产以及相关活动等进行系统管理，所以海洋牧场环境监测以及水下养殖生物实时监测已经成为海洋牧场建设的重要方向。对广域水体和生态环境进行监测的网络，需要布设多个节点传感器，对诸如海洋温度、生态、生物等多种环境剖面信息进行原位实时监测。同时还需要布设多个水下视频在线监控节点，可随时掌控鱼虾等水产养殖产品生长发育情况，实现自动增氧、精准投喂和鱼病诊断等异常报警。传统海洋监测系统体积大、功耗大、价格昂贵，从牧场建设的经费投入力度无法实现大量投放从而组成监测网，迫切需要一种低成本的海洋监测手段，可负担大面积、高空间密度的投放，并以分布式的物联网方式进行组网监测，传统技术上无法实现这一难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种海洋牧场生态监测网小浮标，以一种海洋牧场生态监测网小浮标，该浮标下挂基于MEMS技术的多节点传感器链和视频监控节点，可大量“群蜂式”布放、高时空分辨率、兼顾环境与生物种群特征监测，使用低成本的水面水下无线传输无线通信手段进行组网观测，从而为构建海洋牧场环境智能化立体监测物联网提出了全新的解决方案。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种海洋牧场生态监测网小浮标，包括浮体、限弯器和水下传感器链；浮体包括壳体、电源、控制模块和通讯模块，壳体内部分别安装电源、控制模块和通讯模块，通讯模块信号连接至控制模块，控制模块线路连接至所述电源；水下传感器链包括第一传输线缆、传感器固定组件、第三传输线缆和重力锚，第一传输线缆下端依次通过传感器固定组件和第三传输线缆安装重力锚，所述传感器固定组件包括若干传感器固定装置和若干第二传输线缆，若干传感器固定装置和若干第二传输线缆由上至下依次交错分布；第一传输线缆上端穿过所述壳体底部信号连接至控制模块，第一传输线缆外围套接至限弯器下端，限弯器上端固定连接至所述壳体底部外壁。进一步的，所述壳体包括上半球体、下半球体和密封防撞条，上半球体和下半球体相互对称设置，上半球体和下半球体相互扣接构成中空的球体结构，上半球体位于下半球体上方，上半球体和下半球体相互扣接的外缘套接密封防撞条。进一步的，所述电源包括锂电池和太阳能电池板，上半球体的材质是透明PVC，太阳能电池板外围固定连接至上半球体内壁，太阳能电池板下端安装锂电池，锂电池电路连接至控制模块。进一步的，所述第一传输线缆、第二传输线缆和第三传输线缆的结构均相同，第一传输线缆包括外皮护套及其内部分别安装且相互平行设置的承力缆芯、包塑钢缆和若干填充缆绳，所述包塑钢缆由钢芯及其外围套接的包塑缆皮构成；进一步的，所述外皮护套上端固定连接至下半球体底部，钢芯上端穿过下半球体底部固定连接至控制模块，外皮护套下端和钢芯下端均固定连接至传感器固定装置。进一步的，所述水下传感器链还包括配重块和浮力块，配重块和浮力块均套接至第三传输线缆的外围，配重块位于浮力块上方。进一步的，所述水下传感器链还包括若干温盐深智能传感器和溶解氧传感器，每个温盐深智能传感器、每个溶解氧传感器均安装至一个传感器固定装置上。进一步的，所述限弯器包括第一圆环、第二圆环、第一支板、第二支板和套管，第一支板和第二支板的横截面均为U形结构，且相互对称设置，第一圆环和第二圆环均为中空圆柱结构，且相互平行设置，第一支板的两端分别固定连接至第一圆环外围和第二圆环外围，第二支板的两端分别固定连接至第一圆环的外围和第二圆环的外围，套管是中空圆柱结构，套管外围套接至第一圆环内圈，且位于第二圆环上方，外皮护套上端穿过第二圆环内圈后，通过套管固定连接至下半球体底部，钢芯上端依次穿过第二圆环、套管、下半球体底部后固定连接至控制模块。相对于现有技术，本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标具有以下优势：(1)本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，是一种低成本海洋监测手段，可大量“群蜂式”布放，实现海洋环境与生物种群特征的高时空分辨率监测，为构建海洋牧场环境智能化立体监测物联网提出了全新的解决方案。(2)本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，采用高透明PVC为壳体，浮体内设有高性能锂电池和太阳能电池板，充分利用太阳能对电池充电进行能源补充，保证长期的在位时间。(3)本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，壳体外围安装有密封防撞条，可以保证浮标的抗撞和水密性能，提高恶劣海况下的浮标存活率和在位时间。(4)本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，水下传感器链所采用的轻型传输缆，采用复合缆方式组成，具有重量轻、抗拉能力强、无扭矩等优点。在浮标底端的传输缆连接位置增加限弯器，避免海表波动造成反复弯折导致漏水，提高了浮标海上工作的可靠性。(5)本专利技术所述的海洋牧场生态监测网小浮标，传感器链采用电能和数据混合感应传输方式工作，利用包塑钢缆和海水组成的传输回路，由水上浮体向水下各传感器节点传输供电，水上各传感器节点分时向水上浮体传输测量数据，水下每个传感器节点无直接电气连接，可按照测量要求调节位置，具有很好的便利性和可靠性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的海洋牧场生态监测网小浮标的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的浮体的爆炸结构示意图；图3为本专利技术实施例所述的第一传输线缆的剖面图；图4为本专利技术实施例所述的限弯器的结构示意图；图5为本专利技术实施例所述的海洋牧场生态监测网小浮标的控制原理图。附图标记说明：1-浮体；11-上半球体；12-下半球体；13-密封防撞条；14-锂电池；15-太阳能电池板；16-控制模块；17-通讯模块；2-限弯器；21-第一圆环；22-第二圆环；23-第一支板；24-第二支板；25-套管；3-水下传感器链；31-第一传输线缆；311-外皮护套；312-承力缆芯；313-填充缆绳；314-钢芯；315-包塑缆皮；32-第三传输线缆；33-传感器固定装置；34-第二传输线缆；35-重力锚；36-配重块；37-浮力块。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海洋牧场生态监测网小浮标，其特征在于：包括浮体(1)、限弯器(2)和水下传感器链(3)；/n浮体(1)包括壳体及其内部安装的电源、控制模块(16)和通讯模块(17)，通讯模块(17)信号连接至控制模块(16)，控制模块(16)线路连接至所述电源；/n水下传感器链(3)包括第一传输线缆(31)、传感器固定组件、第三传输线缆(32)和重力锚(35)，第一传输线缆(31)下端依次通过传感器固定组件和第三传输线缆(32)安装重力锚(35)，所述传感器固定组件包括若干传感器固定装置(33)和若干第二传输线缆(34)，若干传感器固定装置(33)和若干第二传输线缆(34)由上至下依次交错分布；/n第一传输线缆(31)上端穿过所述壳体底部信号连接至控制模块(16)，第一传输线缆(31)外围套接至限弯器(2)下端，限弯器(2)上端固定连接至所述壳体底部外壁。/n

【技术特征摘要】
1.海洋牧场生态监测网小浮标，其特征在于：包括浮体(1)、限弯器(2)和水下传感器链(3)；
浮体(1)包括壳体及其内部安装的电源、控制模块(16)和通讯模块(17)，通讯模块(17)信号连接至控制模块(16)，控制模块(16)线路连接至所述电源；
水下传感器链(3)包括第一传输线缆(31)、传感器固定组件、第三传输线缆(32)和重力锚(35)，第一传输线缆(31)下端依次通过传感器固定组件和第三传输线缆(32)安装重力锚(35)，所述传感器固定组件包括若干传感器固定装置(33)和若干第二传输线缆(34)，若干传感器固定装置(33)和若干第二传输线缆(34)由上至下依次交错分布；
第一传输线缆(31)上端穿过所述壳体底部信号连接至控制模块(16)，第一传输线缆(31)外围套接至限弯器(2)下端，限弯器(2)上端固定连接至所述壳体底部外壁。


2.根据权利要求1所述的海洋牧场生态监测网小浮标，其特征在于：所述壳体包括上半球体(11)、下半球体(12)和密封防撞条(13)，上半球体(11)和下半球体(12)相互对称设置，上半球体(11)和下半球体(12)相互扣接构成中空的球体结构，上半球体(11)和下半球体(12)相互扣接的外缘套接密封防撞条(13)。


3.根据权利要求2所述的海洋牧场生态监测网小浮标，其特征在于：所述电源包括锂电池(14)和太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾文娟，李红志，车亚辰，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：发明
国别省市：天津;12