本實用新型涉及海底觀測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種海底多參數(shù)觀測集成平臺。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的海底觀測設(shè)備大都體型較大，且與配重固定安裝致使重量較大，野外運(yùn)輸困難，對采樣船只和操作人員要求較高，現(xiàn)場操作困難；此外這些觀測設(shè)備能夠觀測的參數(shù)種類少，且不能及時地回傳觀測信息。因此對于海底這種復(fù)雜的環(huán)境，不能滿足多參數(shù)的連續(xù)觀測。

本實用新型提出的海底多參數(shù)觀測集成平臺，能夠靈活地將多個傳感器集成在一個觀測平臺中使用，實現(xiàn)海底的多參數(shù)觀測，通過光纖將多個觀測設(shè)備與交換機(jī)、遠(yuǎn)端智能設(shè)備相連，并構(gòu)建成一個局域網(wǎng)，實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的快速上傳。平臺整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊，能夠根據(jù)實際觀測要求進(jìn)行串口的擴(kuò)展，適用范圍廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種海底多參數(shù)觀測集成平臺，其結(jié)構(gòu)合理，能夠?qū)崿F(xiàn)減震，避免連接線干擾各器件的檢修操作。

根據(jù)本實用新型提供的海底多參數(shù)觀測集成平臺，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊、交換機(jī)、智能終端；所述數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊分別連接至交換機(jī)的輸入端口，交換機(jī)的輸出端口通過光纜連接至智能終端；其中：所述數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置有多個模擬傳感器和多個數(shù)字傳感器的連接接口；所述串口擴(kuò)展模塊設(shè)置有多個串口設(shè)備連接接口。

優(yōu)選地，所述智能終端通過交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊上所連接的設(shè)備組成一個局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，還包括供電模塊，所述供電模塊通過電纜與多個觀測儀器相連，所述觀測儀器包括：與串口擴(kuò)展模塊相連的多個串口設(shè)備、與數(shù)據(jù)采集模塊相連的多個模擬傳感器和多個數(shù)字傳感器。

優(yōu)選地，所述供電模塊包括：多路12V直流電輸出端口和多路5V直流電輸出端口。

優(yōu)選地，還包括密封腔，數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊、交換機(jī)均封裝在所述密封腔內(nèi)。

優(yōu)選地，還包括水下攝像頭，所述水下攝像頭與交換機(jī)電連接。

優(yōu)選地，所述智能終端設(shè)置有顯示光纜傳輸數(shù)據(jù)的顯示器。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊、交換機(jī)固定在一個基板上，并形成整體；其中：數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊分別通過長螺栓固定在PVC質(zhì)地的基板兩側(cè)；且所有設(shè)備的連接線均從基板側(cè)邊走線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：

1、本實用新型能夠靈活地將多個傳感器集成在一個觀測平臺中使用，實現(xiàn)海底的多參數(shù)觀測，通過光纖將多個觀測設(shè)備與交換機(jī)、遠(yuǎn)端智能設(shè)備相連，并構(gòu)建成一個局域網(wǎng)，實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)的快速上傳的硬件環(huán)境。

2、本實用新型中提供的海底多參數(shù)觀測集成平臺整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊，能夠根據(jù)實際觀測要求進(jìn)行串口的擴(kuò)展，適用范圍廣。

3、本實用新型中的設(shè)備均封裝在防水的密封腔中，通過海底的光纜和電纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)和電能的傳輸，設(shè)備使用壽命長，安全可靠。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本實用新型提供的海底多參數(shù)觀測集成平臺的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為供電模塊的原理框圖；

圖3為海底多參數(shù)觀測集成平臺的封裝結(jié)構(gòu)的左側(cè)縱面截圖；

圖4為海底多參數(shù)觀測集成平臺的封裝結(jié)構(gòu)的右側(cè)縱面截圖；

圖5為海底多參數(shù)觀測集成平臺的封裝結(jié)構(gòu)的左視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

根據(jù)本實用新型提供的海底多參數(shù)觀測集成平臺，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊、交換機(jī)、智能終端；所述數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊分別連接至交換機(jī)的輸入端口，交換機(jī)的輸出端口通過光纜連接至智能終端；其中：所述數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置有多個模擬傳感器和多個數(shù)字傳感器的連接接口；所述串口擴(kuò)展模塊設(shè)置有多個串口設(shè)備連接接口。

所述智能終端通過交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊上所連接的設(shè)備組成一個局域網(wǎng)，每個設(shè)備對應(yīng)一個唯一有效的IP。

海底多參數(shù)觀測集成平臺還包括供電模塊，所述供電模塊通過電纜與多個觀測儀器相連，所述觀測儀器包括：與串口擴(kuò)展模塊相連的多個串口設(shè)備、與數(shù)據(jù)采集模塊相連的多個模擬傳感器和多個數(shù)字傳感器。

所述供電模塊包括：多路12V直流電輸出端口和多路5V直流電輸出端口。

海底多參數(shù)觀測集成平臺還包括密封腔，數(shù)據(jù)采集模塊、串口擴(kuò)展模塊、交換機(jī)均封裝在所述密封腔內(nèi)。

海底多參數(shù)觀測集成平臺還包括水下攝像頭，所述水下攝像頭與交換機(jī)電連接。

所述智能終端設(shè)置有顯示光纜傳輸數(shù)據(jù)的顯示器，并能夠通過光纜輸送用戶的操作指令。

實施例

如圖1所示，選用一臺8口路由器(TP-link)組建一個小型局域網(wǎng)形成系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)包括2套串口擴(kuò)展模塊(研華)和1套數(shù)據(jù)采集器(DT-80)，以及1套設(shè)計定制用來對整個系統(tǒng)供電控制的供電控制電路系統(tǒng)。本系統(tǒng)內(nèi)2套串口擴(kuò)展模塊負(fù)責(zé)所有串口設(shè)備通訊控制，最多能夠接入7臺串口設(shè)備(本次集成只需接入4臺)，如果下階段擴(kuò)展串口設(shè)備超過系統(tǒng)設(shè)計，也可非常簡便的通過升級路由器端口，增加串口擴(kuò)展模塊實現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)所有的模擬及數(shù)字傳感器接入由數(shù)據(jù)采集器(DT-80)負(fù)責(zé)，成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集技術(shù)能夠很好的完成傳感器接入和采集控制工作，此外利用數(shù)據(jù)采集器的擴(kuò)展功能來加強(qiáng)整個系統(tǒng)的擴(kuò)展功能部分，使該系統(tǒng)的擴(kuò)展性更為靈活、強(qiáng)大。

整個系統(tǒng)的操作控制和數(shù)據(jù)輸出經(jīng)過光端機(jī)(交換機(jī))轉(zhuǎn)換后通過光纖實現(xiàn)，能夠無縫對接海底光纜和次級接駁盒接口。

岸基終端電腦通過光纖與系統(tǒng)說組建的局域網(wǎng)連接，所有設(shè)備都連接在一個網(wǎng)段下，每臺設(shè)備都有唯一有效的固定IP，所以終端電腦的實時控制完全等同于電纜直連。供電控制電路確保了每臺設(shè)備的外部穩(wěn)定供電，也能夠通過遠(yuǎn)程供電控制來重啟和初始化設(shè)備，確保系統(tǒng)能夠從異常狀態(tài)中盡快恢復(fù)正常工作。

如圖2所示為電源模塊的工作原理框圖，定制的電源控制板最多可以提供6路DC12V電源和2路DC5V電源的控制；其中串口服務(wù)器的1個串口用來接收電源控制板控制指令；經(jīng)由光纖電纜或其他方式，來自遠(yuǎn)程的電腦軟件的指令，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)口進(jìn)行通訊；電源控制板根據(jù)串口指令執(zhí)行打開和關(guān)斷串口儀器的電源動作。

更進(jìn)一步地，利用8口路由器組建局域網(wǎng)，設(shè)置路由器IP為192.168.8.1，在路由器下接入串口擴(kuò)展模塊1，設(shè)置固定IP為192.168.8.61，擴(kuò)展處的4個串口定義為com5,6,7,8；接入串口擴(kuò)展模塊2，設(shè)置其固定IP為192.168.8.71，擴(kuò)展4個串口為com11,12,13,14；接入數(shù)據(jù)采集器(DT-80)設(shè)置其固定IP為192.168.8.81使用網(wǎng)線連接路由器到光端機(jī)，將傳輸信號和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為光纖傳輸信息到接駁盒。

串口擴(kuò)展模塊選用串口服務(wù)器，為將RS-232/485/422到TCP/IP之間完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的通訊接口轉(zhuǎn)換器，提供RS-232/485/422終端串口與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。串口服務(wù)器使基于TCP/IP的串口數(shù)據(jù)流傳輸成為了可能，它能將多個串口設(shè)備連接并能將串口數(shù)據(jù)流進(jìn)行選擇和處理，把現(xiàn)有的RS 232接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成IP端口的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行IP化的管理，IP化的數(shù)據(jù)存取，這樣就能將傳統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)送上流行的IP通道，而無需過早淘汰原有的設(shè)備，從而提高了現(xiàn)有設(shè)備的利用率，節(jié)約了投資，還可在既有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上簡化布線復(fù)雜度。串口服務(wù)器完成的是一個面向連接的RS 232鏈路和面向無連接以太網(wǎng)之間的通信數(shù)據(jù)的存儲控制，系統(tǒng)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理來自串口設(shè)備的串口數(shù)據(jù)流，并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，使之成為可以在以太網(wǎng)中傳播的數(shù)據(jù)幀；對來自以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行判斷，并轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)送達(dá)響應(yīng)的串口設(shè)備。

目前國際上的接駁盒以及次級接駁盒都會使用串口擴(kuò)展模塊，使用成熟的工業(yè)串口擴(kuò)展模塊的另一個原因是考慮的系統(tǒng)維護(hù)和部件更換，成熟產(chǎn)品會簡化維護(hù)流程，降低系統(tǒng)集成成本。

供電模塊采用恩智浦的ARM7芯片LPC2368作為通訊和主控CPU，LPC2368是一款基于ARM7內(nèi)核的微控制器，包含了多達(dá)4個UART串行通訊口、以及USB2.0接口、CAN通道、SPI接口、同步串行端口(SSP)、I2C接口、I2S接口等。LPC2368處理器具有可在72MHz的工作頻率下運(yùn)行的能力，片內(nèi)Flash程序存儲器高達(dá)512kB，片內(nèi)32kB的SRAM可提供足夠的緩存，此外還包含以太網(wǎng)接口的16kB靜態(tài)RAM和USB接口的8kB靜態(tài)RAM，都可以用作通用SRAM使用；主控CPU-LPC2368采用DC3.3V(從3.0V到3.6V)電源供電，屬于低功耗芯片，可以工作于4個低功耗模式(空閑、睡眠、掉電和深度掉電)，在掉電模式中，可通過任何可操作的中斷(包括外部中斷、RTC中斷和以太網(wǎng)喚醒中斷)將處理器從掉電模式中喚醒；還具有4個通用定時器，可以靈活方便的控制程序的時序和邏輯；多達(dá)70個的通用I/O管腳提供外設(shè)I/O控制接口；因此LPC2368是一款非常高效的微控制器芯片。

如圖3所示，將所有集成完畢的系統(tǒng)部件及電路安裝、固定在基板上，穩(wěn)固連接，形成一體，整體放入密封腔，完成配件定制及系統(tǒng)整合。

將數(shù)據(jù)采集器，電源控制板，串口擴(kuò)展模塊按照設(shè)計圖分別固定安裝在PVC質(zhì)地的基板兩側(cè)，按照固定規(guī)范要求，使用長螺栓固定，彈簧墊圈來減震，所有連接線都從基板側(cè)邊走線，避免干擾各器件的檢修操作。所有裸露電路板做三層防潮、防水噴涂處理，線纜接口用熱膠固定，防止震動導(dǎo)致系統(tǒng)接觸不良。整個系統(tǒng)固定成一體。將系統(tǒng)接線與密封腔蓋板上的水密接插頭按照接口定義相連，完成系統(tǒng)整合。

以上對本實用新型的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。