一种多参数海洋监测浮标制造技术

技术编号:32937850 阅读:22 留言:0更新日期:2022-04-07 12:28
本实用新型专利技术公开了一种多参数海洋监测浮标,包括多参数采集单元、多模通信单元、定位组件和信息采集及控制单元;其中,多参数采集单元包括气象传感组件、水质传感组件、波浪传感组件和电子罗盘传感组件;多模通信单元用于数据的无线传输,包括4G通信组件、MESH通信组件、北斗短报文通信组件和LORA通信组件;信息采集及控制单元接收多参数采集单元输出的采样信息以及定位组件输出的地理坐标,并从多模通信单元中选择一种通信组件将采样数据传输至岸基监控中心,实现了海洋环境的远程监测。本实用新型专利技术的海洋监测浮标不仅可以实现海洋参数的多样化采集,而且通过采用多模数据通信方式,可以实现海洋数据和定位数据的实时、完整传输。传输。传输。

【技术实现步骤摘要】
一种多参数海洋监测浮标


[0001]本技术属于海洋监测设备
,具体地说,是涉及一种用于监测海洋参数的浮标。

技术介绍

[0002]浮标是海洋立体监测系统的重要组成部分,在人类探索海洋环境的过程中起着重要的作用。对于深海浮标而言,其采用的海上数据传输方式已经从最初的短波通信,发展到了基于Argos、Inmarsat

C系统的卫星通信,但由于使用费用较高而限制了其应用。近年来,铱星通信系统逐步普及,但也有着明显的实时性差的缺点。
[0003]现有的海洋监测浮标,其海洋参数监测系统多用于测量近海水域的风速、风向、气压、气温等气象要素,并且装置功耗大,采集数据少。在远海区域工作时,由于使用移动网络不能正常传输数据,因此,多采用北斗短报文通信方式解决无移动网络情况下的数据传输问题,但其单次传输数据量小,通信时间间隔长,满足不了海洋监测浮标常年累月的大数据传输需求。另外,高精度的定位设备由于采集频率高,数据量大,利用现有的北斗短报文通信方式会导致远海采集数据传输不及时、不完整等问题。
[0004]此外,现有的海洋监测浮标在投放入海后,其上的海洋参数监测系统便进入到连续的工作状态,由于系统无法实现远程启停控制,因此,系统功耗大,维护成本高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种多参数海洋监测浮标,不仅可以实现海洋参数的多样化采集,而且通过采用多模数据通信方式,可以实现海洋数据和定位数据的实时、完整传输,保证局域及远程数据传输畅通。
[0006]为解决上述技术问题,本技术采用以下技术方案予以实现:
[0007]一种多参数海洋监测浮标,包括多参数采集单元、多模通信单元、信息采集及控制单元、用于检测浮标地理位置的定位组件;其中,所述多参数采集单元包括用于检测海上气象参数的气象传感组件、用于检测海水水质参数的水质传感组件、用于测量波浪运动参数的波浪传感组件以及用于检测浮标姿态的电子罗盘传感组件;所述多模通信单元用于数据的无线传输,包括4G通信组件、MESH通信组件、北斗短报文通信组件和LORA通信组件;所述信息采集及控制单元接收所述多参数采集单元输出的采样信息以及定位组件输出的地理坐标,并从所述多模通信单元中选择一种通信组件将所述采样信息和地理坐标传输至岸基监控中心。
[0008]在本申请的一些实施例中,在所述多参数海洋监测浮标中还设置有供电电源和多通道电源控制电路;所述供电电源用于为所述定位组件、多参数采集单元、多模通信单元、信息采集及控制单元提供工作电源;所述多通道电源控制电路连接在所述供电电源与所述定位组件、多参数采集单元中的四个传感组件、多模通信单元中的四个通信组件之间,接收所述信息采集及控制单元输出的控制信号,对所述定位组件、四个传感组件和四个通信组
件进行独立的通断电控制。采用这样的电路设计,可以使岸基监控中心对浮标上的海洋参数监测系统实现远程启停控制,由此可以解决系统功耗大、维护成本高的问题。
[0009]在本申请的一些实施例中,优选在所述多通道电源控制电路中设置九路继电器,将九路继电器的活动触点一一对应地串联在所述供电电源与所述定位组件、四个传感组件、四个通信组件的供电端子之间;配置所述信息采集及控制单元输出九路控制信号,分别对所述九路继电器的线圈进行通断电控制,通过改变继电器活动触点的开关状态,实现对定位组件、四个传感组件和四个通信组件的供电控制,达到降低系统功耗的目的。
[0010]在本申请的一些实施例中,所述多参数海洋监测浮标还包括浮体、上部支架、天线支架和下部支架;其中,在所述浮体上设置有与外界隔离的密封舱以及与海水贯通的仪器井,优选将所述定位组件、4G通信组件、MESH通信组件、LORA通信组件、波浪传感组件、电子罗盘传感组件、信息采集及控制单元安装于所述密封舱内,以确保各电子部件运行的安全性;将所述水质传感组件安装于所述仪器井中,以便于其与海水充分接触,准确采集水质参数;所述上部支架优选设计成多棱锥框架式结构,且正立安装在所述浮体的上方;所述天线支架优选安装在上部支架的顶部,其上可以安装所述气象传感组件、北斗短报文通信组件及其天线、以及MESH通信组件和LORA通信组件的天线,以保证无线信号的辐射性能;所述下部支架优选设计成多棱锥框架式结构,且倒置安装在所述浮体的下方,可以在所述下部支架上安装配重,以提高浮标在海水中漂浮的平稳性。
[0011]在本申请的一些实施例中,为了使浮标能够在待测海域长期连续工作,优选在所述上部支架的每一个侧棱面上分别铰接一块太阳能电池板,采用太阳能发电方式为浮标补充电能,以满足浮标上电子部件的长期用电需求。同时,为了提高电能转换效率,优选在上部支架上安装电控伸缩杆,用于驱动所述太阳能电池板向远离上部支架的方向展开,以增大阳光的直射面积,提高单位时间内太阳光能的利用率。而在无需采集太阳光能,或者浮标需要回收或运输时,可以通过电控伸缩杆控制太阳能天池板收回,贴附在上部支架的侧棱面上,以减小浮标体积,便于搬运。
[0012]在本申请的一些实施例中,优选在所述上部支架的顶部进一步安装水平放置的太阳能电池板,以进一步提升太阳光能的采集效率。
[0013]在本申请的一些实施例中,优选将所述密封舱设置在所述浮体顶面的中间区域且高出所述浮体顶面,以便于密封舱内系统电路的安装和维护。同时,可以在所述浮体顶面进一步安装防浪舱罩,将所述防浪舱罩罩扣在所述密封舱的上方,以避免密封舱遭受海浪冲击。
[0014]在本申请的一些实施例中,优选在所述密封舱中安装电子设备盒,将所述4G通信组件、MESH通信组件、LORA通信组件、波浪传感组件、电子罗盘传感组件和信息采集及控制单元封装于所述电子设备盒中,以提高系统的集成度,节约密封舱的内部空间。
[0015]在本申请的一些实施例中,在所述天线支架上还可以进一步安装雷达反射器、航标灯和避雷针。配置雷达反射器和航标灯,可便于发现目标,实现浮标的快速定位和回收。配置避雷针,可确保浮标免受雷击,提高浮标在恶劣海洋环境下工作的安全性。
[0016]与现有技术相比,本技术的优点和积极效果主要体现在:
[0017]1、本技术通过在浮标上布设多种不同类型的传感组件,可以实现气象要素、水质要素、波浪及浮标姿态等多种参数的实时采集,为了解和探索海洋环境提供了有力的
数据支撑;
[0018]2、本技术通过在浮标上布设多种不同模式的无线通信组件,可以选择通信链路最为顺畅的通信方式用于数据的无线传输,从而保障了采样参数及定位信息的实时、完整传输。高精度的定位信息避免了浮标丢失而造成的经济损失,畅通的无线通信环境,保证了海洋监测数据的完整性;
[0019]3、本技术通过在浮标的系统电路中设计多通道电源控制电路,可以实现岸基监控中心对浮标的远程控制,无需人员出海,减少了维护成本,也保证了人员安全;
[0020]4、本技术通过对多种传感组件、通信组件及控制电路进行整合设计,集成度高、功耗小,节约了本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多参数海洋监测浮标,其特征在于,包括:多参数采集单元,其包括:
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气象传感组件,其用于检测海上的气象参数;
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水质传感组件,其用于检测海水的水质参数;
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波浪传感组件,其用于测量波浪的运动参数;
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电子罗盘传感组件,其用于检测浮标的姿态;定位组件,其用于检测浮标的地理位置;多模通信单元,其用于数据的无线传输,包括4G通信组件、MESH通信组件、北斗短报文通信组件和LORA通信组件;信息采集及控制单元,其接收所述多参数采集单元输出的采样信息,并从所述多模通信单元中选择一种通信组件将所述采样信息传输至岸基监控中心。2.根据权利要求1所述的多参数海洋监测浮标,其特征在于,还包括:供电电源,其用于为所述定位组件、多参数采集单元、多模通信单元、信息采集及控制单元提供工作电源;多通道电源控制电路,其连接在所述供电电源与所述定位组件、多参数采集单元中的四个传感组件、多模通信单元中的四个通信组件之间,接收所述信息采集及控制单元输出的控制信号,对所述定位组件、四个传感组件和四个通信组件进行独立的通断电控制。3.根据权利要求2所述的多参数海洋监测浮标,其特征在于,在所述多通道电源控制电路中包含有九路继电器,九路继电器的活动触点一一对应地串联在所述供电电源与所述定位组件、四个传感组件、四个通信组件的供电端子之间,所述信息采集及控制单元输出九路控制信号,分别对所述九路继电器的线圈进行通断电控制。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多参数海洋监测浮标,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:马凌芝丁超许志强蒋文学刘伟尧李金宝胡佳钰韩玉章朱宗森顾嘉贝
申请(专利权)人:青岛杰瑞自动化有限公司
类型:新型
国别省市:

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