一种水下自主航行器紧急定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水下自主航行器紧急定位系统，所述紧急定位系统包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与水下自主航行器的主控系统之间，电源切换模块包括控制开关以及第一继电器，第一继电器的线圈输入端与主控系统的输出端相连，所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，实现对卫星定位模块和卫星通信模块的电源控制与数据传输。本方案设计的紧急定位系统，当主控系统控制正常工作时，使紧急定位系统处于断路状态；当主控系统停止运行，电源切换模块自动切换至备用电池为紧急定位系统供电，紧急定位系统通过卫星通信方式，将载体卫星定位信息发送至操作人员，保障航行器的顺利回收。

【技术实现步骤摘要】
一种水下自主航行器紧急定位系统
本技术属于水下航行器紧急定位相关
，具体涉及一种水下自主航行器紧急定位系统。
技术介绍
随着我国航洋事业的大力发展，水下航行器成为航洋资源勘探和开发的重要工具之一，其中水下无人航行器通过预编程的方式实现自主航行，可以广泛应用于海洋探测、海洋开发、水下搜救等领域，水下自主航行器紧急定位也是水下航行器研制的关键性技术之一。现有技术中，水下自主航行器的定位装置依赖于水下自主航行器主控系统电源供电，当主控系统电源模块发生故障或因外界原因未能在电量耗尽之前成功回收时，则就无法正常实现定位功能，无法在能源耗尽之前发送航行器的经纬度信息，不利于操作人员对航行器的回收。
技术实现思路
本技术为解决水下自主航行器主控系统电源模块发生故障不能正常为定位装置供电，导致的无法及时发送航行器的经纬度信息、影响航行器的回收的问题，提出一种水下自主航行器紧急定位系统。本技术具体是采用以下技术方案实现的，一种水下自主航行器紧急定位系统，紧急定位系统包括卫星定位模块和卫星通信模块，所述紧急定位系统与水下自主航行器的主控系统相连，所述紧急定位系统还包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与主控系统之间，备用电池与定位主控模块相连，用以为定位主控模块供电；所述电源切换模块采用第一继电器，第一继电器的线圈输入端与主控系统的输出端相连，航行器正常工作时第一继电器的线圈通电，第一继电器处于断开状态，备用电池回路切断；当主控系统电源能量耗尽后，第一继电器线圈断电，第一继电器自动闭合使备用电池为紧急定位系统供电；所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，卫星定位模块和卫星通信模块与数据交互模块相连，电源管理模块与备用电池相连，用以为MSP信号处理器、卫星定位模块、卫星通信模块提供对应的电源供给；数据交互模块的一端与卫星定位模块和卫星通信模块相连，另一端与MSP信号处理器相连，由MSP信号处理器将卫星定位模块接收到的经纬度信息通过卫星通信模块发送至操作人员，实现主控系统电源故障下的紧急定位信息发送。进一步的，所述数据交互模块包括MAX3232收发器、继电器U7和继电器U8；继电器U7线圈的输入电压端与电源转换模块的输出端相连，继电器U7的线圈输出端通过三极管Q1与MSP信号处理器IO口相连，继电器U7的电压输出端GPS_V与卫星定位模块相连；继电器U8线圈的输入电压端与电源转换模块的输出端相连，继电器U8线圈的输出端通过三极管Q2与MSP信号处理器IO口相连，继电器U8的电压输出端COM_V与卫星通信模块相连；卫星定位模块和卫星通信模块与MAX3232收发器芯片相连，卫星定位模块和卫星通信模块的数据接口为RS232，MAX3232芯片将RS232信号转换为TTL信号，数据交互模块MAX3232的数据端与MSP信号处理器的串行数据接口相连接，将卫星定位模块接收到的经纬度信息通过卫星通信模块发送至操作人员。进一步的，所述三极管Q1和三极管Q2选用NPN型，三极管Q1和三极管Q2的发射极接地，三极管Q1和三极管Q2的基极与数据处理模块IO口相连，三极管Q1和三极管Q2的集电极分别对应的与继电器U7和继电器U8的线圈输出端相连。进一步的，所述MSP信号处理器采用MSP430F149芯片，MSP信号处理器的数据收发端(430T1、430R1、430T2、430R2)与MAX3232收发器的数据收发端(430T1、430R1、430T2、430R2)相连。进一步的，所述电源管理模块包括第一电源转换模块、第二电源转换模块和第三电源转换模块，第一电源转换模块、第二电源转换模块和第三电源转换模块分别采用不同规格的LM2596稳压电路实现不同电压转换。进一步的，所述第一电源转换模块、第二电源转换模块和第三电源转换模块还对应的设置有电源指示灯LED1、LED2和LED3，以对应的显示三个电源转换模块的电压状态。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：本方案设计紧急定位系统，在航行器内部设置独立的应急电池，当航行器主控系统的电量耗尽后，自动切换应急电池为定位系统和通信装置供电，并发送经纬度信息至操作人员，能够保证水下自主航行器在发生突发状况后，紧急上浮至水面，通过卫星通信等方式与操作人员进行通信。附图说明图1为本技术实施例所述紧急定位系统的结构部署示意图；图2为本技术实施例所述电源切换模块示意图；图3为本技术实施例所述数据交互模块的电路结构示意图；图4为本技术实施例所述电源管理模块的电路结构示意图；图5为本技术实施例所述MSP信号处理器的电路结构示意图。具体实施方式为了能够更加清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术并不限于下面公开的具体实施例。实施例，一种水下自主航行器紧急定位系统，紧急定位系统包括卫星定位模块和卫星通信模块，所述紧急定位系统与水下自主航行器的主控系统相连，如图1所示，所述紧急定位系统还包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与水下自主航行器的主控系统之间，备用电池用以为定位主控模块供电，当主控系统发生故障时，由电源切换模块切换到备用电池为紧急定位系统供电；如图2所示，所述电源切换模块采用第一继电器1，第一继电器1的线圈输入端与水下自主航行器主控系统的输出端相连，航行器正常工作时，控制第一继电器的线圈通电，第一继电器处于断开状态，此时切断备用电池回路；当主控系统电源能量耗尽后，第一继电器1线圈断电，第一继电器1自动闭合，此时备用电池为紧急定位系统供电。继续参考图1，所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，卫星定位模块和卫星通信模块与数据交互模块相连(卫星定位模块与卫星通信模块为已有成熟产品)，其中电源管理模块与备用电池相连，用以为MSP信号处理器、卫星定位模块、卫星通信模块等其他各模块和相应的设备提供电源供给，数据交互模块的一端与卫星定位模块和卫星通信模块相连，另一端与MSP信号处理器相连，由MSP信号处理器将卫星定位模块接收到的经纬度信息通过卫星通信模块发送至操作人员，实现主控系统电源故障下的紧急定位信息发送。具体的，本实施例中，备用电池采用24V电源，如图4所示，电源管理模块包括第一电源转换模块、第二电源转换模块和第三电源转换模块，电源管理模块采用不同规格的LM2596稳压电路实现不同电压转换，分别对应的将24V电压转化为3.3V，5V，12V，以为MSP信号处理器、卫星定位模块和卫星通信模块供电，电源转换模块配备有电源指示灯LED1、LED2和LED3显示三个电源转换模块的电压状态。参考图3和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下自主航行器紧急定位系统，所述紧急定位系统与水下自主航行器的主控系统相连，紧急定位系统包括卫星定位模块和卫星通信模块，其特征在于，所述紧急定位系统还包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与主控系统之间，备用电池与定位主控模块相连，用以为定位主控模块供电；/n所述电源切换模块采用第一继电器(1)，第一继电器(1)的线圈输入端与主控系统的输出端相连，航行器正常工作时第一继电器(1)的线圈通电，第一继电器(1)处于断开状态，备用电池回路切断；当主控系统电源能量耗尽后，第一继电器(1)线圈断电，第一继电器(1)自动闭合使备用电池为紧急定位系统供电；/n所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，卫星定位模块和卫星通信模块与数据交互模块相连，电源管理模块与备用电池相连，用以为MSP信号处理器、卫星定位模块、卫星通信模块提供对应的电源供给；数据交互模块的一端与卫星定位模块和卫星通信模块相连，另一端与MSP信号处理器相连，由MSP信号处理器将卫星定位模块接收到的经纬度信息通过卫星通信模块发送至操作人员，实现主控系统电源故障下的紧急定位信息发送。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下自主航行器紧急定位系统，所述紧急定位系统与水下自主航行器的主控系统相连，紧急定位系统包括卫星定位模块和卫星通信模块，其特征在于，所述紧急定位系统还包括定位主控模块、备用电池和电源切换模块，电源切换模块设置在定位主控模块与主控系统之间，备用电池与定位主控模块相连，用以为定位主控模块供电；
所述电源切换模块采用第一继电器(1)，第一继电器(1)的线圈输入端与主控系统的输出端相连，航行器正常工作时第一继电器(1)的线圈通电，第一继电器(1)处于断开状态，备用电池回路切断；当主控系统电源能量耗尽后，第一继电器(1)线圈断电，第一继电器(1)自动闭合使备用电池为紧急定位系统供电；
所述定位主控模块包括电源管理模块、数据交互模块和MSP信号处理器，卫星定位模块和卫星通信模块与数据交互模块相连，电源管理模块与备用电池相连，用以为MSP信号处理器、卫星定位模块、卫星通信模块提供对应的电源供给；数据交互模块的一端与卫星定位模块和卫星通信模块相连，另一端与MSP信号处理器相连，由MSP信号处理器将卫星定位模块接收到的经纬度信息通过卫星通信模块发送至操作人员，实现主控系统电源故障下的紧急定位信息发送。


2.根据权利要求1所述的水下自主航行器紧急定位系统，其特征在于：所述数据交互模块包括MAX3232收发器、继电器U7和继电器U8；
继电器U7的电压输入端与电源转换模块的输出端相连，继电器U7的线圈输出端通过三极管Q1与MSP信...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟晓凯，何萍，江景涛，沙启鑫，
申请(专利权)人：青岛澎湃海洋探索技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37