一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104615056A
(43)申请公布日2015.05.13

(21)申请号CN201510039157.X

(22)申请日2015.01.26

(71)申请人中国海洋大学
地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号

(72)发明人李培良陈栋李欣刘子洲

(74)专利代理机构北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司

代理人董芙蓉

(51)Int.CI
G05B19/042
G01D21/02

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称
一种海洋动力环境海底有缆在线观
测系统

(57)摘要
本发明公开了一种海洋动力环境海
底有缆在线观测系统，主要包括海底观测
平台、海底电缆、岸基监测站、控制与数
据服务中心四部分组成。海底观测平台实
现了能源供应与分配、信号传输与转换，
传感器电源管理与数据采集控制；海底电
缆连接海底观测平台与岸基监测站，传输

380V直流电压及5Mbps数据信号，解决能
源供给与数据传输限制；岸基监测站提供
持续能源供给，并且负责转发远程实验室
控制指令与传感器实时观测数据；控制与
数据服务中心实现系统远程控制与管理，
以及对实时监测数据进行分析存储，实现
数据共享。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统，其特点是：主要包括海底观测平台、
海底电缆、岸基监测站、控制与数据服务中心组成；所述的海底观测平台包括系统
框架、传感器设备、系统控制舱；其中系统控制舱内部集成包括能源供应与分配子
系统、信号传输与转换子系统、数据采集与控制子系统、通信与电源管理子系统四
部分；所述的岸基监测站通过海底线缆与海底观测平台连接；所述的控制与数据服
务中心包括远程监测控制平台、资源数据共享平台，其中远程监测控制平台包括电
源管理模块、传感器模式模块、数据管理系统模块和故障诊断管理系统模块。

2.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统，其特征在于：
所述的海底观测平台是海底有缆在线观测系统核心部分，提供了一种通用型模块化
传感器搭载平台，可以根据不同应用需求调整接入传感器；所述的系统框架采用

316L不锈钢，框架四角针状结构，外观呈三角倒锥型，基座距离海底20cm，传感
器在基座安装固定，外罩防脱网；对于需要垂直剖面测量的传感器，在框架上方使
用万向节固定。

3.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统，其特征在于：

所述的系统控制舱指标如下所示：外形尺寸直径216mm，长度900mm，壁厚
18mm；前后端盖：外径216mm，厚度58mm；设计压力30Mpa；安全系数：3；
控制舱包括散热区与普通区；所述的散热区平面部分安装高功耗电路板，扇形金属
面部分紧贴控制舱筒壁与海水进行热交换散热；所述的普通区网格状平面部分安装
低功耗电路板；两者通过金属条连接增加强度，根据需要可以自由拆卸；其中所述

的散热区主要安装电源分配板、信号转换板、CTD传感器控制板、ADCP传感器
控制板、LED控制板、腐蚀计控制板；所述的普通区安装ARM控制板、主电源管
理板；其中内部仍然有一定的富余空间，方便对传感器进行扩展集成；当进行系统
扩展时，只需要增加或去掉传感器控制板即可；在控制舱端盖有1个外部接口与4

个内部接口，其中外部接口4芯D0与海底电缆连接，内部接口2芯D1与LED灯
连接、4芯D2与CTD连接、4芯D3与腐蚀计连接、8芯D4与ADCP传感器或者
AWAC传感器连接。

4.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境海底有缆在线观测系统，其特征在于：
所述的能源供应与分配子系统主要包括两个部分：电压转换功能部分与电压分配功

能部分；所述的电压转换功能：负责将海底电缆供应380V直流电压，通过
+380V/+48VDC/DC电压转换，输出+48V电压作为控制舱内部电路板输入；所述
的电压分配功能：对于+48V电压输入，根据各控制电路板不同输入电压，分别进
行+48V/+24VDC/DC交换机、+48V/+12VDC/DC网桥、+48V/+5VDC/DCARM板、
多路+48V并联传感器控制板输出转换，电压转换板输入海底线缆+380V电压，输
出+48V电压，作为电压分配板输入，输出+48V、+24V、+12V、+5V的多路电压，
接入通信与电源管理子系统；

所述的信号传输与转换子系统主要包括信号转换功能与信号传输功能两部分；所述

的信号转换部分采用以太网桥，网桥内部采用EDSL协议，对称传输速率达到
6Mps，传输距离为10Km；所述的信号传输部分是通过交换机连接主从冗余ARM
控制系统；所述的交