[发明专利]一种多模态海底环境监测与通信一体化装置及方法

说明书

本发明公开了一种多模态海底环境监测与通信一体化装置及方法，装置包括用于采集海底数据的设备节点，设备节点上设有矢量水听器和标量水听器，矢量水听器和标量水听器均用于水声通信；沉耦架，沉耦架可拆卸连接在设备节点之下；用于卫星通信的通信潜标，通信潜标与设备节点通过通信潜标线缆连接；用于地震波通信的地震计，地震计通过地震计线缆与设备节点连接；其中，设备节点可通过沉耦架固定在海底，设备节点上设有绞盘，设备节点通过绞盘回收或者释放通信潜标线缆。海底环境出现异常时，释放通信潜标，通过卫星通信将异常数据发送给岸基系统，并通过水声通信和地震波通信实现多个节点之间的通信，对异常数据进行二次甄别，提高数据的可信度。

技术领域

本发明涉及海底环境探测设备技术领域，尤其涉及的是一种多模态海底环境监测与通信一体化装置及方法。

背景技术

由于海底环境复杂，长期以来海底环境探测与监测的难度较大，另外，由于海底水压大、海水腐蚀、生物活动、洋流扰动等影响，对海底环境探测设备的可用性也提出了很高的要求。然而目前国内外针对海洋环境探测设备存在两大缺点。

第一点是：采用单一探测方式进行。现今大多数海洋探测设备只是采集和存储单一的海底数据，例如探测地震数据使用地震计采集3分量数据，探测电磁场数据使用3分量磁传感器等手段，暂无将复杂的多种海底环境数据同时采集的方案和手段。

第二点是：无实时通信渠道。当前的海底环境探测设备均采用本地化储存的方案，将采集的数据储存在设备本身，待工作人员打捞后读取数据。这种方案有以下两个缺点：一、设备丢失时无法获取数据，由于复杂的海洋环境，设备长期工作在海底的高水压环境中，难免个别节点出现异常导致无法回收，此时，该节点采集的数据将无法被工作人员回收，也无法使用该数据进行数据分析工作。二、无法实现实时通信，现有的海底环境采集装置无法对采集的数据进行实时分析，也无法将分析结果实时上报给岸基系统。

因此，针对上述缺陷，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多模态海底环境监测与通信一体化的装置及方法，可以根据不同的工作环境状态选择不同的通信方式，实时地对采集的数据进行分析并将分析结果上报给岸基系统，并且可以降低由单个节点异常导致的误判情况发生，提高数据的可信度。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种多模态海底环境监测与通信一体化装置，包括：

用于采集海底数据的设备节点，所述设备节点上设有矢量水听器和标量水听器，所述矢量水听器和所述标量水听器均用于水声通信；

沉耦架，所述沉耦架可拆卸连接在所述设备节点之下；

用于卫星通信的通信潜标，所述通信潜标与所述设备节点通过通信潜标线缆连接；

用于地震波通信的地震计，所述地震计通过地震计线缆与所述设备节点连接；

其中，所述设备节点通过所述沉耦架固定在海底，所述设备节点上设有绞盘，所述设备节点通过所述绞盘回收或者释放所述通信潜标线缆。

所述多模态海底环境监测与通信一体化装置，其中，所述设备节点包括供电舱、传感与控制舱、信标舱、玻璃微球和至少一根支撑横杆，所述支撑横杆固定连接在所述设备节点上，所述绞盘、所述供电舱、所述传感与控制舱、所述信标舱和所述玻璃微球均设在所述设备节点内，其中所述信标舱位于所述传感与控制舱之上，所述供电舱位于所述传感与控制舱之下。

所述多模态海底环境监测与通信一体化装置，其中，所述支撑横杆上等间距设有若干个电场传感器；

所述供电舱内排列固定有若干个电池组和栓接有电源控制板，所述电池组与所述电源控制板电性连接；