能够抵御台风的海上通信基站制造技术

本发明专利技术涉及海上通信领域，一种无人值守的海上全天候通信基站，其特征在于：空中组件与水中组件的分体式结构，可以抵御台风等恶劣气候的影响，实现远海区域无人值守的部署模式。通过海底光缆连接多个海上基站以及陆地基站，满足大范围的通信信号覆盖。满足大范围的通信信号覆盖。满足大范围的通信信号覆盖。

【技术实现步骤摘要】
能够抵御台风的海上通信基站


[0001]本专利技术涉及海上通信领域，一种无人值守的海上全天候通信基站，其特征在于：空中组件与水中组件的分体式结构，可以抵御台风等恶劣气候的影响，实现远海区域无人值守的部署模式。通过海底光缆连接多个海上基站以及陆地基站，满足大范围的通信信号覆盖。

技术介绍

[0002]我们国家海洋疆域广阔，拥有3.2万公里长的海疆线，包围着300万平方公里以上的海域。目前陆地范围内的移动通信技术已经广泛覆盖，5G网络已经引领了世界信息技术的前沿，但在离开海岸线一定距离的海洋中，移动通信就进入了空白区，船舶的通信只能依靠甚高频、通讯卫星等设备，无法进行大带宽的数据传输，因此制约了海上的信息技术发展，船舶信息化、远海智能化等新技术的应用遇到了无法突破的瓶颈。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在突破海上移动通信基站部署的瓶颈，满足台风等恶劣气象环境下全天候运行的必要条件，以较低成本的投入实现远海海域的移动通信信号覆盖。
[0004]空中组件与水中组件的分体式结构，智能化控制的风扇及推进器，维持海上基站的姿态稳定。
[0005]水中组件覆盖了光伏电池板，配合内部的蓄电池组，为基站所有设备提供稳定的电源，保障长时间工作。
[0006]空中组件由多组大功率风扇组成的垂直、水平姿态控制系统，保证基站的天线等部件在空中位置、方向及角度的相对稳定。
[0007]基站所在海域遭遇台风时空中组件要保持足够的高度，以躲避海浪的冲击力，风扇的推力能够足够抵御台风，维持空中组件相对稳定。
[0008]空中组件与水中组件通过附着钢丝的电缆相连，以保证电源的持续供应以及控制信号的稳定传输。钢丝的强度也要足够抵御台风。
[0009]水中组件在水平和垂直推进器的控制下，可以沉入水下的一定深度，可以在海面或水中移动位置，躲避风浪的破坏。
[0010]水中组件中内置了主控计算机，通过接口电路实时采集海上基站各个部位的传感器数据，并实时控制所有的推进器、风扇等设备运行，以实现海上基站的整体智能化无人值守的长时间稳定运行。
[0011]水中组件由多个封闭的轻质浮块连接平铺组成一体式浮台，指定位置的浮块安装了推进器、蓄电池组、控制主机、AIS、基站传输设备以及空中组件的连接机构等部件。
[0012]浮块具有一定的抗冲击力，即使发生碰撞后个别浮块破损，暂时也不会影响基站的运行。
[0013]远程指挥中心通过海底光缆可以实时查看海上基站上风向传感器、风速传感器、
定位传感器、倾角传感器、压强传感器、漏水传感器、电流电压传感器等的数据变化，以及光伏电池板、蓄电池组、推进器和风扇等设备的运行状态。软件程序实时分析汇总这些数据，并根据设定发出相应的控制指令或告警信息，根据告警信息为海上基站提供必要的维修维护。
[0014]主控计算机内置了倾覆救援程序，一旦空中组件落入水中或水中组件发生倾覆，主控计算机根据传感器数据进行判断后，救援程序可以自主控制推进器完成救援，使海上基站自主地恢复工作状态。
[0015]海上基站的所有部件均采用防腐蚀、抗压力的材料，所有部件及连接装置均具有足够的强度，以保证其在海面恶劣的环境中长时间稳定运行。
【附图说明】
[0016]图1为海上基站空中组件结构示意图。
[0017]图2为海上基站水中组件结构示意图。
[0018]图3为水中组件动力浮块结构示意图。
[0019]图4为水中组件主控系统浮块结构示意图。
[0020]图5为水中组件连接机构浮块结构示意图
[0021]图1中：高强度轻质框架(100)，设备箱(110)，通信天线(120)，AIS天线(130)，风速风向传感器(140)，定位传感器(150)，倾角传感器(160)，水平风扇(170)，垂直风扇(180)，钢丝(190)，电缆(195)。
[0022]图2中：水中组件浮台(200)，光伏电池板(210)，空中组件连接器(220)，水平推进器(230)，垂直推进器(240)，海底光缆(250)。图3中：推进器舵机(310)，水平推进器(320)，垂直推进器(330)，漏水传感器(340)。
[0023]图4中：蓄电池组(410)，封闭设备箱(420)，主控计算机(430)，基站设备(440)，定位传感器(450)，压强传感器(460)，倾角传感器(470)，漏水传感器(480)，电流电压传感器(490)。
[0024]图5中：缠绕电机(510)，导电滑环(520)，电缆缠绕轴(530)，钢丝缠绕轴(540)，漏水传感器(550)，排水电机(560)，排水管(570)。
【具体实施方式】
[0025]基站所在海域风浪较小时，空中组件通过连接机构与水中组件组合在一起，主控计算机(430)通过对风向风速传感器(140)数据的读取，控制垂直方向的风扇(180)的转速，使天线框架(100)正面基本垂直于风向，以负反馈动态控制的方式实现框架位置的稳定平衡。风向风速传感器优化采用超声波方式，一体式结构，故障率低。
[0026]水中组件的光伏电池板在日光下持续发电，水平推进器(320)及其舵机(310)在程序的控制下，可以推动基站在一定范围内调整位置，以适合更优化的信号覆盖。
[0027]水中组件内部的基站设备(440)，通过海底光缆与其他基站实现连通，空中组件的通信天线向周围海域提供信号覆盖。如果海上的移动用户在线数量并不多，采用直放站的设备也可以满足需求。
[0028]海上基站内置了AIS船舶自动识别系统，并配置了天线(130)，实时发送基站所在
位置的数据信息，以提醒附近的船只及时避让，以免影响航行安全。
[0029]当该海域即将发生较大的风浪，基站的风向风速传感器、倾角传感器的数值可以监测到相应的变化，气象数据信息也通过海底光缆传送到基站的主控计算机。软件程序控制空中组件的垂直风扇(180)，使其升高到一定高度，水平风扇(170)实时调整转速，以大功率的推力抵御强风，维持天线框架的位置稳定。
[0030]水中组件的缠绕电机(510)释放更多的钢丝和电缆，与升到空中的空中组件连接。导电滑环(520)的作用是在电缆缠绕和释放的过程中，保持空中组件的电源、控制信号的连通。水中组件在垂直推进器(240)的推力下，下沉到水中的一定深度，避免风浪将其掀翻。
[0031]当强风过后，海况恢复到安全状态，水中组件浮出水面，光伏电池板为基站补充电能。空中组件随着钢丝的缠绕，降落在水中组件的连接机构上，设备持续工作。
[0032]主控计算机内置了倾覆救援程序，一旦空中组件落入水中或水中组件发生倾覆，主控计算机根据传感器数据进行判断后，启动救援程序。
[0033]如果水中组件倾覆造成垂直推进器(240)离开水面，需要控制推进器舵机(310)转向，使推进器没入水中，启动一侧的推进器，使水中组件在水中整体翻转，恢复方向，同时避免海底光缆、钢丝、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上全天候通信基站，其特征在于：空中组件与水中组件的分体式结构，可以抵御台风等恶劣气候的影响，实现远海区域无人值守的部署模式。通过海底光缆连接多个海上基站以及陆地基站，满足大范围的通信信号覆盖。2.水中组件覆盖了光伏电池板(210)，配合内部的蓄电池组(410)，为基站所有设备提供稳定的电源，保障长时间工作。3.空中组件由多组大功率风扇组成的垂直、水平姿态控制系统，保证基站的天线等部件在空中位置、方向及角度的相对稳定。基站所在海域遭遇台风时空中组件要保持足够的高度，以躲避海浪的冲击力，风扇的推力要足够抵御台风，维持空中组件相对稳定。4.空中组件与水中组件通过附着钢丝的电缆相连，以保证电源的持续供应以及控制信号的稳定传输。钢丝的强度要足够抵御台风。5.水中组件在水平和垂直推进器的控制下，可以沉入水下的一定深度，可以在海面或水中移动位置，躲避风浪的破坏。6.水中组件中部署了主控计算机(430)，通过接口电路实时采集海上基站各个部位的传感器数据，并实时控制所有的推进器、风扇等设备运行，以实...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昂，李雪飞，
申请(专利权)人：内蒙古洋悦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：