基于北斗通信的CTD远程控制收放探测与数据回传系统的制作方法

基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统
技术领域
1.本实用新型属于水文观测技术领域，具体为基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统。

背景技术：

2.海水表层温度与盐度观测以及海水温度和盐度剖面观测是海洋水文环境调查中的重要内容。常用的温盐深剖面仪（ctd），一般安装在海上定点或移动观测平台上，多在海洋调查和科考船上应用。当调查科考船到达观测点后，系在缆绳或线绳一端的ctd，由人工操作控制绞车或完全手工操作从海面放送到水下一定深度，在放收线过程中测量获得不同深度处的海水温度、盐度和压力数据。这种人工操作受到天气和海况条件限制较多，测量效率比较低；操作人员操作难度高（例如在恶劣天气条件和夜晚连续工作时），且操作繁琐劳累（指定时间指定操作等），且同时还存在一定的安全性问题。

技术实现要素：

3.（一）解决的技术问题
4.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，解决了人工操作控制绞车或完全手工操作从海面放送到水下一定深度，在放收线过程中测量获得不同深度处的海水温度、盐度和压力数据，这种人工操作受到天气和海况条件限制较多，测量效率比较低；操作人员操作难度高（例如在恶劣天气条件和夜晚连续工作时），且操作繁琐劳累（指定时间指定操作等），且同时还存在一定的安全性问题。
5.（二）技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，包括地面监控系统和移动无人艇，所述地面监控系统和移动无人艇上均设有北斗用户机，两个北斗用户机之间无线通讯连接，位于移动无人艇上的北斗用户机与ctd控制器连接，所述ctd控制器通过缆线与收放驱动单元连接，所述收放驱动单元设置在绞车支架上，所述绞车支架的底端与移动无人艇相固定，所述移动无人艇的一侧安装有回收筒，所述回收筒的顶端与ctd线绳相固定，所述回收筒的底端连接有ctd单元。
7.作为本实用新型的进一步方案：所述地面监控系统为远程终端，且由计算机、北斗用户机、海上ctd监控以及数据采集软件系统组成，所述远程终端包含智能管理、数据处理显示及数据存储功能。
8.所述地面监控系统通过卫星中继通讯，发送规划的任务遥控指令，启动和控制海上ctd的施放与回收，进行观测并接收观测数据，实现温盐深观测系统状态的监控、观测数据的显示和存储。
9.作为本实用新型的进一步方案：所述移动无人艇上的北斗用户机和ctd控制器组成主控单元，所述地面监控系统通过北斗卫星通信的方式将信号传递至主控单元，所述主
控单元为嵌入式系统，且包含状态监测、数据传输、无线通讯、高精度ad采集和数据储存储存功能。
10.所述主控单元采用zigbee无线方式，与ctd传感器网络进行组网通信控制数据采集的状态，并且控制电动轮进行收放线操作并测量施放线长，当ctd传感器下水后，无线通信中断，温盐深无线传感器开始进行数据采集并自容存储。
11.所述主控单元上留有rs232接口与北斗用户连接，通过北斗实现远程控制ctd放收测量以及数据上传存储。
12.作为本实用新型的进一步方案：所述收放驱动单元由收线轮电机及回收装置组成。
13.所述收线轮电机采用24v供电，电流5a，额定工作电流1.5a，转速433rpm，负载扭矩达到14kg/cm，扭矩38kg/cm，所述收线轮电机上电动轮缠绕200m线长条件下，支持线粗1.2mm。
14.作为本实用新型的进一步方案：所述回收装置由导线轮和拉力传感器组成。
15.所述导线轮用于控制线的方向。
16.所述拉力传感器用于根据拉力变化，进行ctd单元触底判断，且ctd单元包含ctd传感器。
17.所述回收筒利用顶部嵌入的电磁铁，用于将ctd传感器锁在回收筒内，所述回收筒顶部装有接近开关，进行限位有效判。
18.所述电磁铁吸力为60kg，用于对拉力传感器进行吸附固定。
19.作为本实用新型的进一步方案：所述主控单元与感应单元连接，所述感应单元中包含ctd单元，所述ctd单元由温盐深无线传感器、温度感应传感器、电导率感应传感器、压力感应传感器、电池和储存卡组成。
20.所述ctd单元系在绞车支架的一端，待机状态时固定在回收筒内，避免摇摆晃动。
21.当主控单元收到工作指令后，采用无线方式控制ctd单元下水进行实时数据采集并存储，出水后，ctd数据发送至主控单元，分段后再经北斗通讯回传至远程终端。
22.（三）有益效果
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过将该回传系统安装在无人驾驶的船只舰艇上或其它固定或移动观测平台上，远程控制的收放式ctd可在平台预设航线上实现多点位以及定时连续的温盐深测量，与传统的有人船载绞车式温盐深仪相比，本回传系统大大提高了数据获取率和数据可靠性，同时保障了人员安全性，全程实现水上无人操作的目的。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图；
25.图2为本实用新型的工作流程图；
26.图中：1、地面监控系统；2、北斗用户机；3、ctd控制器；4、缆线；5、绞车支架；6、收放驱动单元；7、ctd线绳；8、回收筒；9、ctd单元；10、移动无人艇。
具体实施方式
27.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
28.如图1-2所示，本实用新型提供一种技术方案：基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，包括地面监控系统1和移动无人艇10，地面监控系统1和移动无人艇10上均设有北斗用户机2，两个北斗用户机2之间无线通讯连接，位于移动无人艇10上的北斗用户机2与ctd控制器3连接，ctd控制器3通过缆线4与收放驱动单元6连接，收放驱动单元6设置在绞车支架5上，绞车支架5的底端与移动无人艇10相固定，移动无人艇10的一侧安装有回收筒8，回收筒8的顶端与ctd线绳7相固定，回收筒8的底端连接有ctd单元9。
29.地面监控系统1为远程终端，且由计算机、北斗用户机2、海上ctd监控以及数据采集软件系统组成，远程终端包含智能管理、数据处理显示及数据存储功能。
30.地面监控系统1通过卫星中继通讯，发送规划的任务遥控指令，启动和控制海上ctd的施放与回收，进行观测并接收观测数据，实现温盐深观测系统状态的监控、观测数据的显示和存储。
31.移动无人艇10上的北斗用户机2和ctd控制器3组成主控单元，地面监控系统1通过北斗卫星通信的方式将信号传递至主控单元，主控单元为嵌入式系统，且包含状态监测、数据传输、无线通讯、高精度ad采集和数据储存储存功能。
32.主控单元采用zigbee无线方式，与ctd传感器网络进行组网通信控制数据采集的状态，并且控制电动轮进行收放线操作并测量施放线长，当ctd传感器下水后，无线通信中断，温盐深无线传感器开始进行数据采集并自容存储。
33.主控单元上留有rs232接口与北斗用户连接，通过北斗实现远程控制ctd放收测量以及数据上传存储。
34.收放驱动单元6由收线轮电机及回收装置组成。
35.收线轮电机采用24v供电，电流5a，额定工作电流1.5a，转速433rpm，负载扭矩达到14kg/cm，扭矩38kg/cm，收线轮电机上电动轮缠绕200m线长条件下，支持线粗1.2mm。
36.回收装置由导线轮和拉力传感器组成。
37.导线轮用于控制线的方向。
38.拉力传感器用于根据拉力变化，进行ctd单元9触底判断，且ctd单元9包含ctd传感器。
39.回收筒8利用顶部嵌入的电磁铁，用于将ctd传感器锁在回收筒8内，回收筒8顶部装有接近开关，进行限位有效判。
40.电磁铁吸力为60kg，用于对拉力传感器进行吸附固定。
41.主控单元与感应单元连接，感应单元中包含ctd单元9，ctd单元9由温盐深无线传感器、温度感应传感器、电导率感应传感器、压力感应传感器、电池和储存卡组成。
42.ctd单元9系在绞车支架5的一端，待机状态时固定在回收筒8内，避免摇摆晃动。
43.当主控单元收到工作指令后，采用无线方式控制ctd单元9下水进行实时数据采集并存储，出水后，ctd数据发送至主控单元，分段后再经北斗通讯回传至远程终端。
44.使用时，地面监控系统1通过北斗卫星通信系统，远程控制轻型绞车收放牵引ctd单元9，下沉或上升时连续进行不同水深的温度、电导率以及压力测量，同时将观测数据自容存储，ctd单元9回拉出水后，将数据传送至主控单元，再通过北斗通信系统回传地面监控
系统1。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

1.基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，包括地面监控系统（1）和移动无人艇（10），其特征在于：所述地面监控系统（1）和移动无人艇（10）上均设有北斗用户机（2），两个北斗用户机（2）之间无线通讯连接，位于移动无人艇（10）上的北斗用户机（2）与ctd控制器（3）连接，所述ctd控制器（3）通过缆线（4）与收放驱动单元（6）连接，所述收放驱动单元（6）设置在绞车支架（5）上，所述绞车支架（5）的底端与移动无人艇（10）相固定，所述移动无人艇（10）的一侧安装有回收筒（8），所述回收筒（8）的顶端与ctd线绳（7）相固定，所述回收筒（8）的底端连接有ctd单元（9）。2.根据权利要求1所述的基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，其特征在于：所述地面监控系统（1）为远程终端，且由计算机、北斗用户机（2）、海上ctd监控以及数据采集软件系统组成，所述远程终端包含智能管理、数据处理显示及数据存储功能。3.根据权利要求1所述的基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，其特征在于：所述移动无人艇（10）上的北斗用户机（2）和ctd控制器（3）组成主控单元，所述地面监控系统（1）通过北斗卫星通信的方式将信号传递至主控单元，所述主控单元为嵌入式系统，且包含状态监测、数据传输、无线通讯、高精度ad采集和数据储存储存功能。4.根据权利要求1所述的基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，其特征在于：所述收放驱动单元（6）由收线轮电机及回收装置组成；所述收线轮电机采用24v供电，电流5a，额定工作电流1.5a，转速433rpm，负载扭矩达到14kg/cm，扭矩38kg/cm，所述收线轮电机上电动轮缠绕200m线长条件下，支持线粗1.2mm。5.根据权利要求4所述的基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，其特征在于：所述回收装置由导线轮和拉力传感器组成；所述导线轮用于控制线的方向；所述拉力传感器用于根据拉力变化，进行ctd单元（9）触底判断，且ctd单元（9）包含ctd传感器；所述回收筒（8）利用顶部嵌入的电磁铁，用于将ctd传感器锁在回收筒（8）内，所述回收筒（8）顶部装有接近开关，进行限位有效判；所述电磁铁吸力为60kg，用于对拉力传感器进行吸附固定。6.根据权利要求3所述的基于北斗通信的ctd远程控制收放探测与数据回传系统，其特征在于：所述主控单元与感应单元连接，所述感应单元中包含ctd单元（9），所述ctd单元（9）由温盐深无线传感器、温度感应传感器、电导率感应传感器、压力感应传感器、电池和储存卡组成。

技术总结

本实用新型公开了基于北斗通信的CTD远程控制收放探测与数据回传系统，属于水文观测技术领域，其包括地面监控系统和移动无人艇，所述地面监控系统和移动无人艇上均设有北斗用户机，两个北斗用户机之间无线通讯连接，位于移动无人艇上的北斗用户机与CTD控制器连接，所述CTD控制器通过缆线与收放驱动单元连接。通过将该回传系统安装在无人驾驶的船只舰艇上或其它固定或移动观测平台上，远程控制的收放式CTD可在平台预设航线上实现多点位以及定时连续的温盐深测量，与传统的有人船载绞车式温盐深仪相比，本回传系统大大提高了数据获取率和数据可靠性，同时保障了人员安全性，全程实现水上无人操作的目的。实现水上无人操作的目的。实现水上无人操作的目的。