一種rov遠程通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水下機器人通信領(lǐng)域，尤其涉及能夠保證實時操控和監(jiān)視水下機器人的，一種ROV遠程通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋是目前尚未被大范圍開發(fā)的領(lǐng)域，尤其是海底復雜的環(huán)境以及深海中豐富多樣的的自然資源，這些因素促使世界各個國家投入大量的人力、物力、財力在海洋探測，尤其是深海探測和深海作業(yè)研宄中。盡管海洋開發(fā)技術(shù)尚未完全成熟，但是目前水下機器人在深海作業(yè)方面還是取得了廣泛的科研價值、工程經(jīng)驗以及經(jīng)濟效益。水下機器人分為兩種:一種是自主型，稱為AUV;另一種是遠程操控型，稱為ROV。ROV是一種操控者通過電纜遠程操控機器人在水下作業(yè)勘探的機器人，因此遠程通信系統(tǒng)至關(guān)重要。遠程通信系統(tǒng)具有以下難點:通訊電纜與ROV高壓供電電纜是包含在一個大的電纜中，因此通訊電纜易受干擾；R0V水下部分部件較多，檢測、監(jiān)控和執(zhí)行的部件對信息和命令實時性和準確性都有很高的要求。
[0003]目前關(guān)于ROV遠程通信系統(tǒng)研宄的進展列舉如下:《水下機器人通信系統(tǒng)的CAN總線冗余設計》，自動化儀表，2012 (11):23— 26，該文獻雖然設計出通過CAN總線進行ROV通信，但是使用CAN總線需要配備CAN的控制器和CAN的收發(fā)器，無疑增加了通信結(jié)構(gòu)的復雜性，在短距離通信情況下，提高了成本，不夠簡捷高效，這種復雜性會在實際使用中埋下作業(yè)隱患?！豆饫w通信在ROV系統(tǒng)中的應用》，中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013(11):95—96。采用光纖進行通信，雖然具有傳輸頻帶寬、不易受電磁干擾等優(yōu)點，在一定程度上增強了傳輸可靠性，但是其通訊部分需要光源、驅(qū)動器、調(diào)制器、光纖、中繼器、光電檢測器等設備，明顯增大了研宄困難，使項目研發(fā)周期大大增長?！禦S485總線調(diào)試設備的接口設計》，中國科技信息，2011(1):58— 60，提出了 RS-485是一種雙向、平衡傳輸?shù)臉藴式涌冢軌蛞种乒材８蓴_，傳輸距離遠，布線簡單，在工業(yè)界廣泛使用，但是兩線制RS485接口只能組成半雙工網(wǎng)絡，水面通信模塊和水下通信模塊通信過程中，總線資源被占用的情況嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供可靠性高和實時性好的，一種ROV遠程通信系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種ROV遠程通信系統(tǒng)，包括水面控制器、水面通信模塊、水面操控模塊、水下通信模塊、ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態(tài)信息檢測模塊、ROV推進器狀態(tài)檢測模塊、ROV各部件檢測模塊、ROV推進器執(zhí)行模塊、ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊和ROV攝像及燈光控制模塊，水面控制器的串行通信接口與水面通信模塊的第一串行通信接口相連，水面控制器實時將控制指令發(fā)送給水面通信模塊；
[0007]水面操控模塊的串行通信接口與水面通信模塊的第二串行通信接口相連，水面操控模塊定時將操控指令發(fā)送給水面通信模塊；
[0008]水面通信模塊的遠程通信485接口與水下通信模塊的遠程通信485接口相連，水面通信模塊定時接收水面操控模塊和水下通信模塊發(fā)送的信息，水面通信模塊以中斷方式接收水面控制器發(fā)送的信息，水面通信模塊定時將相應信息發(fā)送給水面控制器，水面通信模塊定時將相應信息發(fā)送給水下通信模塊；
[0009]ROV深度信息檢測模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第一串行通信接口相連，ROV深度信息檢測模塊將檢測的ROV的水下深度信息定時發(fā)送給水下通信模塊；
[0010]ROV姿態(tài)信息檢測模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第二串行通信接口相連，ROV姿態(tài)信息檢測模塊將檢測的ROV的航向、俯仰和橫滾信息定時發(fā)送給水下通信模塊；
[0011 ] ROV推進器狀態(tài)檢測模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第三串行通信接口相連，ROV推進器狀態(tài)檢測模塊將檢測的ROV的7個推進器的轉(zhuǎn)速和溫度信息定時發(fā)送給水下通信模塊；
[0012]ROV各部件檢測模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第四串行通信接口相連，ROV各部件檢測模塊將檢測的ROV的基本信息定時發(fā)送給水下通信模塊，ROV的基本信息包括:液壓油路的溫度和壓力、ROV的電壓、液壓系統(tǒng)的液面高度、動力泵的溫度和電子艙的漏水信息；
[0013]ROV推進器執(zhí)行模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第五串行通信接口相連，ROV推進器執(zhí)行模塊通過中斷方式接收水下通信模塊的推進器指令，并執(zhí)行相應動作；
[0014]ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第六串行通信接口相連，ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊通過中斷方式接收水下通信模塊的電磁閥控制指令，并控制對應的電磁閥；
[0015]ROV攝像及燈光控制模塊的串行通信接口與水下通信模塊的第七串行通信接口相連，ROV攝像及燈光控制模塊通過中斷方式接收水下通信模塊的圖像采集指令，并根據(jù)接收的指令控制控制ROV的攝像頭的圖像采集和燈光強弱；
[0016]水下通信模塊采用定時遍尋的方式接收ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態(tài)信息檢測模塊、ROV推進器狀態(tài)檢測模塊和ROV各部件檢測模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，水下通信模塊采用實時發(fā)送的方式將相應的指令發(fā)送給ROV推進器執(zhí)行模塊、ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊和ROV攝像及燈光控制模塊，水下通信模塊采用中斷方式接收水面通信模塊的傳送的數(shù)據(jù)。
[0017]本發(fā)明一種ROV遠程通信系統(tǒng)，還可以包括:
[0018]水面通信模塊定時將相應數(shù)據(jù)發(fā)送給水面控制器的時間間隔為50ms，水面操控模塊定時將操控指令發(fā)送給水面通信模塊的時間間隔為50ms，水下通信模塊向水面通信模塊發(fā)送信息采用時間間隔為10ms的定時發(fā)送方式，ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態(tài)信息檢測模塊、ROV推進器狀態(tài)檢測模塊和ROV各部件檢測模塊向水下通信模塊均采用時間間隔為1ms的定時發(fā)送方式。
[0019]有益效果:
[0020]本發(fā)明確定一種遠程通信結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)既保證遠程通信系統(tǒng)的信號的實時可靠的傳遞，又能保證多系統(tǒng)間通信信號的快速穩(wěn)定傳遞，既能保證系統(tǒng)發(fā)出命令的準確、穩(wěn)定的發(fā)送和接受，又能保證監(jiān)控數(shù)據(jù)和檢測信息的及時、不丟幀傳遞和顯示。發(fā)明通用性好，可廣泛用于深水作業(yè)型ROV的通信系統(tǒng)中。本發(fā)明對各分系統(tǒng)的信息傳遞進行了合理的分配，保證系統(tǒng)相互之間信息傳遞的通暢，通信系統(tǒng)能夠根據(jù)實際作業(yè)需要增加和刪減子系統(tǒng)，具有良好的可擴展性和經(jīng)濟性。系統(tǒng)具有一定模塊化和智能性，為ROV的系統(tǒng)實現(xiàn)智能的算法提供物理基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0021]附圖1 ROV遠程通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]附圖2水面控制器與水面通信模塊通信示意圖。
[0023]附圖3水面通信模塊與水面操控模塊通信示意圖。
[0024]附圖4水面通信模塊與水下通信模塊通信示意圖。
[0025]附圖5水下通信模塊與ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態(tài)信息檢測模塊、ROV推進器狀態(tài)檢測模塊通信示意圖。
[0026]附圖6水下通信模塊與ROV推進器執(zhí)行模塊、ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊、ROV攝像及燈光控制模塊通信示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0028]針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種可靠性高、實時性好的ROV遠程通信系統(tǒng)，能夠供潛深在1500米以內(nèi)的作業(yè)型ROV和觀察型ROV使用，尤其是長纜的作業(yè)型ROV進行水下作業(yè)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)ROV系統(tǒng)的工作需要，實時將水下ROV系統(tǒng)檢測信號和各部件的狀態(tài)上傳，同時保證水面控制命令實時發(fā)送到水下執(zhí)行系統(tǒng)。
[0029]遠程通信系統(tǒng)包括水面控制器、水面通信模塊、水面操控模塊、水下通信模塊、ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態(tài)信息檢測模塊、ROV推進器狀態(tài)檢測模塊、ROV各部件檢測模塊、ROV推進器執(zhí)行模塊、ROV作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行模塊、ROV攝像及燈光控制模塊。水面控制器用于顯示水下ROV的狀態(tài)和控制ROV進行相應的工作；水面通信模塊用于傳送水下ROV信息和發(fā)送控制ROV命令；水面操控模塊是操控者操控ROV的平臺；水下通信模塊是將收集各個水下信息模塊的信息向水面通信模塊傳送，同時接收水面信息模塊傳送的命令分配給各個執(zhí)行模塊；R0V深度信息檢測模塊用于檢測ROV的水下深度；R0V姿態(tài)信息檢測模塊用于檢測ROV的航向、俯仰和橫滾；R0V推進器狀態(tài)檢測模塊用于檢測ROV的7個推進器的轉(zhuǎn)速和溫度；R0V各部件檢測模塊主要檢測ROV液壓油路的溫度、壓力、RO