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《水下接駁海底觀測網(wǎng)絡(luò)深海作業(yè)原型系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、水下接駁海底觀測網(wǎng)絡(luò)深海作業(yè)原型系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)文章來自：盧漢良,李德駿,楊燦軍,金 波,陳燕虎,陳 鷹 摘 要:為實現(xiàn)深海海底觀測X絡(luò)的長期連續(xù)觀測,設(shè)計一套基于水下接駁技術(shù)的接駁盒原型系統(tǒng).通過分析接駁盒體系結(jié)構(gòu),采用多個耐壓密封腔體作為水下接駁盒的機電集成封裝結(jié)構(gòu),完成耐壓腔體機械結(jié)構(gòu)和散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計.在實驗的基礎(chǔ)上,利用MOSFET器件以輸入串聯(lián)和輸出并聯(lián)相結(jié)合的方式,把2kV高壓直流電轉(zhuǎn)換為400V中壓直流電,實現(xiàn)深海遠(yuǎn)距離高壓直流電能傳輸.針對深海觀測儀器設(shè)備通信的實時性要求,采用基于TCP/IP的光以太X技
2、術(shù)和應(yīng)用層自定義協(xié)議技術(shù)來實現(xiàn)通信控制.實驗驗證了在40MPa下,水下接駁盒原型系統(tǒng)能夠正常工作.該水下接駁盒原型系統(tǒng)合理且實用,為實現(xiàn)深海海底觀測X絡(luò)的長期連續(xù)觀測提供了技術(shù)支撐. 關(guān)鍵詞:海底觀測X絡(luò);接駁盒;電能傳輸;通信控制 Abstract:Asuitofjunctionboxprototypesystemplementlong-termcontinuousobservationfordeepseafloorobservatoryeulti-housinge-chanicalandelectronicin
3、tegrationencapsulationstructureoftheunderechan-icalandthermalstructuresents,aneethodbyarrayingMOSFETpartsinseriesontheinputsideandinparallelontheoutputside2kVhigh-voltageDCto400Vmiddle-voltageDC,consequentlythedeep-sealong-distancehigh-voltageDCpoissionplemented
4、successfully.Consideringthereal-timere-questofthedeep-seaobservationequipments,theopticEthertechnologybasedonTCP/IPandtheap-plicationlayeruser-definedprotocoltechnologyplementmunicationcontrol.There-sultsofpressureexperimentsshocanallyat40MPa.Asresults,thejuncti
5、onboxprototypesystemisprovedtobereasonableandpractical,plementationoflong-termcontinuousobservationfordeepseafloorobservatoryission;municationcontrol 針對深海海底的觀測工作,對于科學(xué)研究、海洋環(huán)境保護、災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)防,以及海底資源勘探與開發(fā),都是十分重要的.隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,海底觀測平臺正逐步成為高科技領(lǐng)域一個新的研究熱點[1-5].如果把地面與海面看作地球科學(xué)的第
6、一個觀測平臺,把空中的遙測遙感看作第二個觀測平臺,那么21世紀(jì)在海底建立的觀測平臺,則是第三個觀測平臺[6]. 海底觀測平臺的實現(xiàn)方式根據(jù)不同需要分成3類:海底觀測站、海底觀測鏈和深海海底觀測X絡(luò).海底觀測站和海底觀測鏈有著共同的缺陷:它們都受到能量供應(yīng)的限制,信息傳送比較困難.深海海底觀測X絡(luò)把各種觀測儀器設(shè)備放到海底,將布置在海底的觀測設(shè)備通過水下接駁盒聯(lián)X,甚至能夠與埋藏在鉆孔中的觀測儀器聯(lián)X,從海岸基站通過光纖X絡(luò)向各個海底觀測點輸送電能并收集信息,進行長期連續(xù)的自動化觀測.在深海海底觀測X絡(luò)中,將多個海底觀
7、測設(shè)備在水下連接,實現(xiàn)對各種海底觀測儀器設(shè)備所需電能和信息的集中控制和管理的技術(shù),稱為水下接駁技術(shù).基于水下接駁技術(shù)來完成電能和信息集中、轉(zhuǎn)換和處理的裝置,稱為水下接駁盒[7]. 在1998年,美國正式啟動了東北太平洋時間系列海底X絡(luò)實驗(northeastpacifictime-integratedunderseaent,NEPTUNE),即海王星海底觀測X絡(luò)計劃[8],加拿大于1999年加入.作為海王星計劃的原型實驗,美國和加拿大建立了小型實驗觀測系統(tǒng)蒙特里加速研究系統(tǒng)(Montereyacceleratedre
8、searchsystem,MARS)和維多利亞海底實驗X絡(luò)(Victoriaexperimental-,最高工作電壓為DC2kV,最高X絡(luò)通信速率為100Mb/s,可多級擴展,水下濕插拔,能夠?qū)崿F(xiàn)對深海海底觀測X絡(luò)電能和信號的傳輸分配以及對其所連接的多個海底原位觀測設(shè)備和傳感器的管理和控制.針對上述設(shè)計要求,采用功能模塊化的設(shè)計方
