一種水下光纖數傳系統技術方案

本實用新型專利技術實施例公開了一種水下光纖數傳系統，分為水上部分和水下部分，水上部分包括工控機、高壓直流電源模塊、甲板光纖通信機和網絡硬盤錄像機，水下部分包括主控模塊、整流模塊、電源模塊、光纖通信模塊、波分復用模塊、亮度調節模塊、傳感器模塊、高度計、高清攝像機和水下照明燈，其中主控模塊通過RS232協議與光纖通信模塊以及傳感器模塊進行通信，通過CAN總線完成與亮度調節模塊的通信，亮度調節模塊連有水下照明燈，主控模塊給亮度調節模塊發送指令控制其模擬輸出。本實用新型專利技術用于采用高清通信模塊，視頻的分辨率達到了1080i，使得能夠更清楚地觀察水下情況，進而提高海上工作效率，保存的高清視頻可以更好地用于科學研究。

Underwater optical fiber data transmission system

The embodiment of the utility model discloses an underwater optical fiber transmission system is divided into above water and under water, water includes IPC, high voltage DC power supply module, deck machine and optical fiber communication network hard disk video recorder, the underwater part comprises a main control module, rectifier module, power supply module, optical fiber communication module WDM module, brightness adjustment module, sensor module, altimeter, high-definition cameras and underwater lights, the main control module through the RS232 protocol and the optical fiber communication module and sensor module for communication through the CAN bus communication module and complete brightness adjustment, brightness adjustment module is connected with the underwater lights, the main control module to the control module to send commands to adjust the brightness of the analog output. The utility model is used for high definition video communication module, the resolution of 1080i, which can be clearly observed under water, and then improve the sea work efficiency, save the HD video can be better used in scientific research.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于海洋信息
，特別地涉及一種水下光纖數傳系統。
技術介紹
水下光纖數傳系統可以在具有水下可視和水下視頻監控需求的設備上應用，比如電視抓斗、深海光纜拖體、深海巖芯取樣鉆機、底質取樣器、深海生物直視取樣、深海沉積物高保真直視取樣裝置等。目前這些設備普遍用的都是標清的攝像系統，分辨率為720x576左右，海上數據處理人員可能因為圖像不清晰，造成錯過重要數據信號，錯失海底重大發現。采用了高清視頻光纖數傳系統之后，視頻的分辨率達到了1080i，視頻更清晰效果更好，能夠更清楚地觀察水下情況，并能夠錄下水下的高清視頻，進而提高海上工作效率，另外保存的高清視頻可以更好地用于科學研究。
技術實現思路
為解決上述問題，本技術的目的在于提供一種水下光纖數傳系統，用于采用高清通信模塊，視頻的分辨率達到了1080i，使得能夠更清楚地觀察水下情況，進而提高海上工作效率，保存的高清視頻可以更好地用于科學研究。為實現上述目的，本技術的技術方案為：一種水下光纖數傳系統，分為水上部分和水下部分，水上部分包括工控機、高壓直流電源模塊、甲板光纖通信機和網絡硬盤錄像機，水下部分包括主控模塊、整流模塊、電源模塊、光纖通信模塊、波分復用模塊、亮度調節模塊、傳感器模塊、高度計、至少一路高清攝像機和至少一路水下照明燈，其中主控模塊通過RS232協議與光纖通信模塊以及傳感器模塊進行通信，通過CAN總線完成與亮度調節模塊的通信，亮度調節模塊連有水下照明燈，主控模塊給亮度調節模塊發送指令控制其模擬輸出，達到多檔位亮度調節的效果，高清攝像頭將高清視頻傳輸給光纖通信模塊，波分復用模塊將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和一路串口通信信號合成一路由光電復合纜傳送到水上部分，甲板光纖通信機經光電復合纜、波分復用模塊、光纖通信模塊實現和主控模塊的控制量和信號量的傳輸，工控機和甲板光纖通信機進行控制量和測量數據的傳輸，工控機和網絡硬盤錄像機之間進行網絡視頻信號量的傳輸，甲板光纖通信機將高清視頻傳輸給網絡硬盤錄像機。優選地，所述電源模塊進一步包括300V/DC轉24V/DC模塊和24V/DC轉5V/DC模塊，高壓直流電源模塊將300V/AC轉化成300V/DC通過光電復合纜傳至水下部分，經整流模塊到電源模塊，此處整流模塊可以避免電源正負極接反給整個水下系統帶來的危害，電源模塊將300V/DC電源轉化成24V直流電給主控模塊、亮度調節模塊、兩路水下燈供電，然后將24V轉化成5V直流電給光纖通信模塊供電。優選地，所述光纖通信模塊包含三個光纖通信機，其中兩個高清光纖通信機包含用于連接高清攝像頭高清視頻接口，另一個普通數據光纖通信機包含一個用于和主控模塊通信串口接口，三個光纖通信機都包含用于和波分復用模塊之間光信號的傳輸的光纖接口。優選地，所述傳感器模塊包含多個傳感器接口。優選地，所述波分復用模塊包含波分復用板和PLC-Splitter，波分復用板將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和串口通信信號合成一路，經PLC-Splitter將光信號進行分支后由光電復合纜傳送到水上部分，經過甲板光纖通信機處理后把視頻顯示在工控機上。優選地，所述亮度調節模塊包括亮度調節控制電路、運算放大器電路和電源轉換電路，電源轉換電路轉換成的正負9V電源給運算放大器電路的雙極性運放OP07供電，主控模塊通過CAN給亮度調節控制電路發送指令，所述亮度調節芯片接收命令后經過DA轉換，由OP07輸出0-5V模擬電壓，用于水下燈多檔位亮度調節。優選地，所述電源轉換電路進一步包括24V轉9V電路，9V轉3.3V電路以及3V基準電壓產生電路，24V轉9V電路采用了TPS5430電源轉換芯片。優選地，進一步包括用于放置水下部分的密封耐壓艙，水下光纖數傳系統的水下電路板設置于密封耐壓艙的分層設置的電路板固定架上，所述密封耐壓艙的環筒外設置有用于防止在光纖調試過程中損壞光纖的保護蓋，環筒上設置有若干方便走線的過線槽。與現有技術相比，本技術的有益效果如下：(1)本技術設計了高清視頻傳輸通道，可以將水下的相關信息直觀高清的傳輸到甲板上并保存起來，為海洋科學研究提供了一個進步的階梯。(2)亮度調節模塊中的24V轉9V電路采用了TPS5430電源轉換芯片，它使得整個系統體積減小，發熱量降低，工作效率提高。(3)亮度調節模塊有多個檔位用于調節水下燈的亮度，一方面可以保證其在水下地正常工作，另一方面可以更好地在甲板上調試，最大程度得適應了水下和水上環境。(4)相較于一般的普通密封耐壓艙，本技術考慮到光纖在調試過程中容易受到損壞，特意設計了一個保護蓋，使得密封耐壓艙的安全性更高，適用性更廣。附圖說明圖1為本技術實施例的一種水下光纖數傳系統的原理框圖；圖2為本技術實施例的一種水下光纖數傳系統的水下系統示意圖；圖3為本技術實施例的一種水下光纖數傳系統的亮度調節模塊原理圖；圖4為本技術實施例的一種水下光纖數傳系統的亮度調節模塊中電源轉換電路的原理圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。相反，本技術涵蓋任何由權利要求定義的在本技術的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本技術有更好的了解，在下文對本技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。實施例1參見圖1與圖2，所示分別為本技術實施例的一種水下光纖數傳系統的結構原理圖以及水下光纖數傳系統的水下系統示意圖，分為水上部分10和水下部分20，水上部分10包括工控機101、高壓直流電源模塊102、甲板光纖通信機103和網絡硬盤錄像機104，水下部分20包括主控模塊201、整流模塊202、電源模塊203、光纖通信模塊204、波分復用模塊205、亮度調節模塊206、傳感器模塊207、高度計208、至少一路高清攝像機209和至少一路水下照明燈210，其中主控模塊201通過RS232協議與光纖通信模塊204以及傳感器模塊207進行通信，通過CAN總線完成與亮度調節模塊206的通信，亮度調節模塊206連有水下照明燈21本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水下光纖數傳系統，分為水上部分和水下部分，其特征在于，水上部分包括工控機、高壓直流電源模塊、甲板光纖通信機和網絡硬盤錄像機，水下部分包括主控模塊、整流模塊、電源模塊、光纖通信模塊、波分復用模塊、亮度調節模塊、傳感器模塊、高度計、至少一路高清攝像機和至少一路水下照明燈，其中主控模塊通過RS232協議與光纖通信模塊以及傳感器模塊進行通信，通過CAN總線完成與亮度調節模塊的通信，亮度調節模塊連有水下照明燈，主控模塊給亮度調節模塊發送指令控制其模擬輸出，達到多檔位亮度調節的效果，高清攝像頭將高清視頻傳輸給光纖通信模塊，波分復用模塊將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和一路串口通信信號合成一路由光電復合纜傳送到水上部分，甲板光纖通信機經光電復合纜、波分復用模塊、光纖通信模塊實現和主控模塊的控制量和信號量的傳輸，工控機和甲板光纖通信機進行控制量和測量數據的傳輸，工控機和網絡硬盤錄像機之間進行網絡視頻信號量的傳輸，甲板光纖通信機將高清視頻傳輸給網絡硬盤錄像機。

【技術特征摘要】
1.一種水下光纖數傳系統，分為水上部分和水下部分，其特征在于，水上部分包括工控機、高壓直流電源模塊、甲板光纖通信機和網絡硬盤錄像機，水下部分包括主控模塊、整流模塊、電源模塊、光纖通信模塊、波分復用模塊、亮度調節模塊、傳感器模塊、高度計、至少一路高清攝像機和至少一路水下照明燈，其中主控模塊通過RS232協議與光纖通信模塊以及傳感器模塊進行通信，通過CAN總線完成與亮度調節模塊的通信，亮度調節模塊連有水下照明燈，主控模塊給亮度調節模塊發送指令控制其模擬輸出，達到多檔位亮度調節的效果，高清攝像頭將高清視頻傳輸給光纖通信模塊，波分復用模塊將光纖通信模塊傳入的高清視頻信號和一路串口通信信號合成一路由光電復合纜傳送到水上部分，甲板光纖通信機經光電復合纜、波分復用模塊、光纖通信模塊實現和主控模塊的控制量和信號量的傳輸，工控機和甲板光纖通信機進行控制量和測量數據的傳輸，工控機和網絡硬盤錄像機之間進行網絡視頻信號量的傳輸，甲板光纖通信機將高清視頻傳輸給網絡硬盤錄像機。
2.如權利要求1所述的水下光纖數傳系統，其特征在于，所述電源模塊進一步包括300V/DC轉24V/DC模塊和24V/DC轉5V/DC模塊，高壓直流電源模塊將300V/AC轉化成300V/DC通過光電復合纜傳至水下部分，經整流模塊到電源模塊，電源模塊將300V/DC電源轉化成24V直流電給主控模塊、亮度調節模塊、兩路水下燈供電，然后將24V轉化成5V直流電給光纖通信模塊供電。
3.如權利要求1所述的水下光纖數傳系統，其特征在于，所述光纖通信模塊包含三個光纖通信機，其中兩個高清光纖通信機包含用于連接高清攝像頭高清視頻接口，另一個普通數據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊剛，李傳順，朱志偉，張海桃，
申請(專利權)人：國家海洋局第一海洋研究所，
類型：新型
國別省市：山東;37