海上安防系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種海上安防系統，屬于安全防護技術領域。海上安防系統包括n個尼龍防護網和（n+1）個水鼓，相鄰的兩個水鼓將一個尼龍防護網固定緊繃于水面上，所述的n為大于或者等于1的整數；每個水鼓包括電氣系統，電氣系統包括控制單元和用于探測水下目標的聲吶子系統，控制單元和聲吶子系統均通過總線接口連接于總線上。本發明提供的海上安防系統中的水面尼龍防護網可以阻止水面敵意快艇攻擊港池內設施，航標警示燈可以對漁船、游船等船只起到警示作用，防止其誤入港池，吊放聲吶可以搜索、發現、識別水下蛙人等隱蔽入侵目標。
【專利說明】
海上安防系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種海上安防系統，屬于安全防護技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國內外反恐形勢的日益嚴峻，臨海港口、基地也面臨著恐怖小艇自殺性襲擊，漁船、游艇誤入，以及水下蛙人、水下無人潛器的隱蔽偵察、破壞的威脅。目前大部分港口缺少有效的防護措施，少數港口僅布放一些水面尼龍布圍油欄作為一種阻止水面船只進入的物理措施，大部分港口還沒有把水面安全防護措施和水下安全防護措施結合起來，形成一個水面、水下立體防護系統。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術中存在的缺點，本發明的目的是提供一種海上安防系統，其能夠對水面安防和水下進行立體防護。
[0004]為實現所述發明目的，本發明提供一種海上安防系統，其特征在于，包括η個尼龍防護網和(n+1)個水鼓，相鄰的兩個水鼓將一個尼龍防護網固定緊繃于水面上，所述的η為大于或者等于I的整數;每個水鼓包括電氣系統，電氣系統包括控制單元和用于探測水下目標的聲吶子系統，控制單元和聲吶子系統均通過總線接口連接于總線上。
[0005]優選地，電氣系統還包括警示子系統，警示子系統用于以對船只起到導航、警示作用。
[0006]優選地，電氣系統還包括能源子系統，能源子系統包括光伏板、光伏控制器和蓄電池，所述光伏控制器通過總線接口連接于總線，其根據控制單元的指令控制光伏板以給蓄電池進行充電。
[0007]優選地，電氣系統還包括定位子系統，其用于對水鼓進行定位。
[0008]與現有技術相比，本發明能達到如下有益效果:
1、本發明使用尼龍網作為水面安防系統，對自殺性快艇襲擊有較好的防止作用；
2、本發明水鼓頂部安裝航標警示燈，在夜間能起到導航作用，還能對非授權船只起到警示作用；
3、本發明水鼓底部安裝吊放聲吶，能夠探測蛙人、水下潛器等水下威脅物，為后續處置提供參考依據；
4、本發明兼具水面和水下威脅防護，兼具探測和防護功能，兼具物理防護和技術防護。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明提供的帶有航標燈的海上安防系統的組成示意圖；
圖2是本發明提供的水鼓的組成示意圖；
圖3是本發明提供的水鼓的組成的頂視圖；
圖4是本發明提供的水鼓的電氣系統組成框圖； 圖5是本發明提供的電源子系統的電路圖；
圖6是本發明提供的電源子系統的太陽能電源的電路圖；
圖7是本發明提供的太陽能電源第一光伏電池單元的電路圖；
圖8是本發明提供的太陽能電源第二光伏電池單元的電路圖；
圖9為本發明提供的水下聲吶組網監控系統組成框圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0011]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0012]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“設置”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0013]圖1是本發明提供的帶有航標燈的海上安防系統組成示意圖。如圖1所示，本發明提供的帶有航標燈的海上安防系統包括2個尼龍防護網，如尼龍防護網2和尼龍防護網4;還包括和3個水鼓，如水鼓1、水鼓3和水鼓5，相鄰的兩個水鼓將I個尼龍防護網固定于水面上。每個水鼓頂部安裝有航標警示燈，如航標警示燈206以對船只起到導航、警示作用。水鼓底部還安裝有吊放聲吶，如吊放聲吶212用于探測水下目標。水鼓通錨鏈，如錨鏈203固定于海床上。圖1雖然以水鼓具有三個、尼龍防護網具有兩個為例進行了說明，但是尼龍防護網可以為η個，水鼓可以為(n+1)個，所述η為大于或者等于I的整數。當船只撞擊尼龍防護網時，尼龍防護網和水鼓共同承受撞擊力，起到阻止船只的作用。當海面風浪比較大時，尼龍網的孔隙可以使得大部分的風從中穿過，大大減輕系統承受的阻力，提高系統惡劣海況下的生存能力。
[0014]圖2是本發明提供的水鼓的組成示意圖；圖3是本發明提供的水鼓的組成的頂視圖。如圖2-3所示，水鼓包括外殼201和水鼓的電氣系統，其中，所述外殼201為鋼制圓柱結構以保證水鼓的強度，其表面噴涂防腐聚脲材料以保證水鼓可以長時間在海水中工作。外殼的側壁上對稱設置有耳板，如耳板202和耳板213，耳板上設置有通孔以與尼龍防護網連接。在外殼的底部設置有定位錨鏈203，定位錨鏈203用于將水鼓進行定并系泊于海床，確保水鼓不會隨風浪大幅度移動。
[0015]圖4是本發明提供的水鼓的電氣系統組成框圖，如圖4所示水鼓的電氣系統包括控制單元8、聲吶子系統9、警示子系統10、能源子系統7、定位子系統12和通信子系統11，它們通過總線13相連。
[0016]仍如圖2-3所示，能源子系統包括太陽能電池板204、214和215，它們設置在外殼的頂部，三塊太陽能電池板成等邊三角形分布。能源子系統還包括不間斷電池組件208，不間斷電池組件208包括電池板控制器和蓄電池，電池板控制器將太陽能電池板所產生的電能充入到蓄電池中，蓄電池為控制單元、電池板控制器、聲吶子系統、定位子系統、通信子系統和警示子系統提供電能。控制單元、電池板控制器和蓄電池設置在于外殼內的支架209上。
[0017]警示子系統包括警示燈控制器和航標警示燈206，警示燈控制器通過總線接口連接于總線上，根據控制單元的控制信號控制航標警示燈206的工作狀態。航標警示燈206通過航標警示燈架205安裝在外殼的頂部三塊電池板中間空余位置。
[0018]聲吶子系統包括聲吶電子艙209和聲吶探頭212，所述聲吶探頭212依次通過吊放聲吶纜線211、聲吶電子艙209、總線接口連接于總線上。聲吶電子艙209設置于外殼內的支架209上。
[0019]通信子系統包括通信模塊和收發天線207，收發天線設置在外殼的頂部，通信模塊通過總線接口連接于總線上，其設置在外殼內的支架209上。
[0020]工作時，聲吶探頭接收到聲波，通過纜線傳遞總線，控制單元根據算法進行計算分析，如果發現有水下不明威脅物靠近，則通過通信子系統發送位置及預警信息給岸上監控中心。
[0021]圖5是本發明提供的電源子系統的電路圖，如圖5所示，本發明提供的電源子系統包括:太陽能電源、可充電電池Ec、充電器71和DC/DC轉換器72，其中，太陽能電源將光伏能源轉換為電能，充電器71利用太陽能電源給可充電電池Ec充電。充電器包括MPPT控制電路。充電器71的正極輸出端連接于二極管Dl的正極，二極管Dl的負極連接于可充電電池Ec的電源正極，可充電電池Ec的電源正極連接DC/DC轉換器72的電源輸入端，DC/DC轉換器72的輸出端提供各種直流電能，如+5V、+12V和+24V等。
[0022 ]本發明中的太陽能電池板204、214和215設置在外殼的頂部，三塊太陽能電池板成等邊三角形分布，在水鼓旋轉的過程中，隨著水鼓旋轉的角度不同，光伏電池單元被照射的強度也不同，其產生的光電流也不同。在一段時間某塊光伏電池板受到陽光的照射，其發生的光電流比較大，而處于影陰中的光伏電池板，其光電流比較小，而在光電池的串并聯結構中，電源的性能總是受最劣性能的光伏電池的影響，為防止最劣性能的光伏電池的影響，本發明采用了電池板控制器，將輸出處于劣勢的光伏單元斷開，如此可大大提高光伏電源的性能。
[0023]圖6是本發明提供的電源子系統的太陽能電源的電路圖。如圖6所示，所述太陽能電源包括:3個電并聯響應性的太陽能電池板204、214和215，用于整流的二極管D2和用于濾波的電容Cl，三個太陽能電池板并聯后的電源正極端連接于二極管D2的正極，二極管D2的負極連接于電容Cl的第一端，電容Cl的第二端連接于三個太陽能電池板并聯后的公共端。每個太陽能電池板包括多個電性相串聯的第一光伏電池單元，如太陽能電池板204包括第一光伏電池單元肌1、112、"僅111;太陽能電池板214包括第一光伏電池單元121、122、"僅211;太陽能電池板215包括第一光伏電池單元131、132、-僅311。
[0024]圖8是本發明提供的太陽能電源的第一光伏電池單元的電路圖。如圖8所示，每個第一光伏電池單元包括一串電串聯響應性的第二光伏電池單元73、DC/DC轉換器75、控制器74、二極管D4和二極管D5，其中，第一光伏電池單元73的正輸出端連接于DC/DC轉換器的電源輸入端，第一光伏電池單元73的公共端連接于DC/DC轉換器的電源輸入公共端；DC/DC轉換器75將一串電串聯響應性的第二光伏電池單元73輸出第一直流電壓轉換為第二直流電壓，DC/DC轉換器75的電源輸出端連接于二極管D4的正極端;二極管D4的負極端連接于二極管D5的正極端，同時連接第一接線端子，第一接線端子為向外提供能源的正極端;二極管D5的負極端連接第二接線端子，即向外提供的能源的共公端;二極管D5的同時連接DC/DC的輸出公共端，控制器74根據第一直流電壓控制DC/DC轉換器的工作狀態。控制器74優選為第一比較器。每個第一光伏電池單元還包括電壓取樣電路，電壓取樣電路包括串聯于第一光伏電池單元73兩端的電阻Rl和電阻R2，比較器根據電阻Rl和電阻R2相串聯后的中間節點的電壓控制控制DC/DC轉換器的工作狀態，當所采樣的電壓小于參考電壓Vrfl時，使DC/DC轉換器停止工作。本發明中設置D4的目的是，在該支路的第一光伏電池單元性能劣化時，使該路電源自動斷開，設置D5的目的是防止其它路工作正常的子電源給其倒提供能源。參考電壓Vrf I的選擇根據經驗而定。
[0025]圖8是本發明提供的水鼓的第二光伏電池單元的電路圖。如圖8所示，每個第一光伏電池單元包括由幾個光伏電池串聯、并聯或者混聯的光伏電池單元76、DC/DC轉換器77、控制器78、二極管D6和二極管D7，其中，光伏電池單元76的正輸出端連接于DC/DC轉換器的電源輸入端，光伏電池單元76的公共端連接于DC/DC轉換器的電源輸入公共端；DC/DC轉換器77將光伏電池單元76輸出第三直流電壓轉換為第四直流電壓，DC/DC轉換器的電源輸出端連接于二極管D6的正極端;二極管D6的負極端連接于二極管D7的正極端，同時連接第三接線端子，即向外提供能源的電源正極端;二極管D7的負極端連接第四接線端子，即向外提供能源的公共端，二極管D7的同時連接DC/DC的輸出公共端，控制器78根據第三直流電壓控制DC/DC轉換器77的工作狀態。控制器78優選為比較器。每個第二光伏電池單元還包括電壓取樣電路，電壓取樣電路包括串聯于光伏電池單元76兩端的電阻R4和電阻R5，比較器78根據電阻R4和電阻R5相串聯中間的節點的電壓控制控制DC/DC轉換器77的工作狀態。當所采樣的電壓小于參考電壓Vrf2時，使DC/DC轉換器77停止工作。本發明中設置D6的目的是，在該支路的光伏電池性能劣化時，使該路電源自動斷開，設置D7的目的是防止其它路工作正常的孫電源給其倒提供能源。參考電壓Vrf2的選擇根據經驗而定。
[0026]圖9為水下聲吶組網監控系統組成框圖。整個水下聲吶組網監控系統由聲吶Al，聲吶A2，……聲吶An，以及岸上監控中心組成。每個聲吶可以對自身探測范圍內的水下威脅物進行探測、監控，發現威脅物后發送信息給岸上監控中心，η個聲吶組成一個無縫水下監控網絡，對水下威脅物形成無縫探測、監控網絡。由于每個聲吶安裝于水鼓上，位置固定，便于岸上監控中心精確定位威脅物的位置后及時處置。
[0027]以上結合附圖詳細說明了本發明，但是本領域普通技術人員應當知道，說明書僅是用于解釋權利要求書。但本發明的保護范圍并不局限于說明書。任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明批露的技術范圍內，可輕易想到的變化或者替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種海上安防系統，其特征在于，包括η個尼龍防護網和(n+1)個水鼓，相鄰的兩個水鼓將一個尼龍防護網固定緊繃于水面上，所述的η為大于或者等于I的整數;每個水鼓包括電氣系統，電氣系統包括控制單元和用于探測水下目標的聲吶子系統，控制單元和聲吶子系統均通過總線接口連接于總線上。2.根據權利要求1所述的海上安防系統，其特征在于，電氣系統還包括警示子系統，警示子系統用于以對船只起到導航、警示作用。3.根據權利要求1-2任一所述的海上安防系統，其特征在于，電氣系統還包括能源子系統，能源子系統包括光伏板、光伏控制器和蓄電池，所述光伏控制器通過總線接口連接于總線，其根據控制單元的指令控制光伏板以給蓄電池進行充電。4.根據權利要求3所述的海上安防系統，其特征在于，電氣系統還包括定位子系統，其用于對水鼓進行定位。
【文檔編號】B63B38/00GK105882909SQ201610384554
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】吳佐輔, 楊保倫, 雷娟
【申請人】西安天和海防智能科技有限公司