[发明专利]一种漂浮式海洋水文监测装置的远程控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种漂浮式海洋水文监测装置的远程控制系统和方法，设置了多个浮标群组，且各浮标群组分别进行无线自组网；在同一浮标群组中，中心节点浮标为自主移动式浮标；相邻浮标群组的中心节点浮标互为备选，当某一浮标群组的中心节点浮标处于非正常状态时，由控制中心选定目标备选中心节点浮标。本发明扩大了检测范围的同时降低了通信成本，且具备故障冗余功能。

技术领域

本发明涉及海洋水文监测领域，尤其涉及一种漂浮式海洋水文监测装置的远程控制系统和方法。

背景技术

海洋水文监测是为了解海洋水文要素分布状况和变化规律进行的观测，一般包括水温、盐度、海流等。一般海洋水文需要进行连续监测，因此需要采集设备持续稳定的采集和传输数据，现有技术中，多采用漂浮式浮标作为监测设备，由于单个浮标的监测范围有限，不能满足大范围海域水文监测需求，实际应用中一般采用多个浮标来进行目标海域的水文监测。由于海面上的通信环境和陆地上的通信环境不同，在一些偏远海域由于运营商基站无法覆盖，通信范围受限，因此目前大部分监测浮标采用卫星通信方式，卫星通信虽然覆盖范围广，但是通信费用高昂，且每个监测浮标均采用卫星通信则造价成本高。而利用无线自组织网络，由网络内的边缘节点浮标将数据发给中心节点浮标，中心节点浮标进行卫星通信，能够解决卫星通信成本高的问题。但由于无线自组织网络通信范围受限，监测范围也受到限制，且采用该方式对中心节点浮标的可靠性依赖较高，当中心节点浮标出现故障时，则该网络内的其他节点浮标的数据则无法传输。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种漂浮式海洋水文监测装置的远程控制系统和方法。

为实现以上目的，提供以下技术方案：

一种漂浮式海洋水文监测装置的远程控制系统，包括海上监测单元、岸基单元、监控中心，所述海上监测单元将采集到的数据通过岸基单元传递给所述监控中心，以及接收所述监控中心下发的控制指令，其特征在于：

所述海上监测单元包括多组用于水文监测的漂浮式浮标群组，每个所述浮标群组均包括一个中心节点浮标和多个边缘节点浮标，所述边缘节点浮标为固定式锚系浮标，所述中心节点浮标为自主移动式浮标，安装有动力机构，可自主控制浮标的移动；

其中，所述中心节点浮标和所述边缘节点浮标均包括：中央处理模块、水文监测传感模块、供电装置、定位装置、无线自组网通信模块；

各浮标群组被投放在不同海域，各浮标群组分别进行无线自组网，所述边缘节点浮标将自身的参数信息以及采集到的数据通过无线自组网发送至所在浮标群组的中心节点浮标；

所述中心节点浮标还包括卫星通信模块，用于与岸基单元进行卫星通信以传输数据；

其中相邻浮标群组的中心节点浮标互为备选，当第一浮标群组的中心节点浮标处于非正常状态时，由控制中心选定第二浮标群组的中心节点浮标作为目标备选中心节点浮标，并将控制指令发送至所述目标备选中心节点浮标，所述目标备选中心节点浮标自主移动到指定位置，所述第一浮标群组和所述第二浮标群组合并组网，并通过所述目标备选中心节点浮标与岸基单元通信。

作为本发明的进一步改进方案，所述浮标群组中的每个浮标上设置的水文监测传感模块包括温度检测模块、湿度检测模块、流速检测模块、风速检测模块、风向检测模块、水质检测模块中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进方案，所述中心节点浮标的供电装置包括第一蓄电池组和第一发电模块，其中所述第一发电模块包括太阳能发电模块、风力发电模块和波浪能发电模块；

所述边缘节点浮标的供电装置包括第二蓄电池组和第二发电模块，其中所述第二发电模块为太阳能发电模块。

作为本发明的进一步改进方案，各中心节点浮标定期将所在的浮标群组内各浮标的参数信息、采集到的数据通过岸基单元传递给所述监控中心；