一種rov遠程通信系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水下機器人通信領域，尤其涉及能夠保證實時操控和監視水下機器人的，一種ROV遠程通信系統。
【背景技術】
[0002]海洋是目前尚未被大范圍開發的領域，尤其是海底復雜的環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研宄中。盡管海洋開發技術尚未完全成熟，但是目前水下機器人在深海作業方面還是取得了廣泛的科研價值、工程經驗以及經濟效益。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勘探的機器人，因此遠程通信系統至關重要。遠程通信系統具有以下難點: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、監控和執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]目前關于ROV遠程通信系統研宄的進展列舉如下:《水下機器人通信系統的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的收發器，無疑增加了通信結構的復雜性，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隱患。《光纖通信在ROV系統中的應用》，中國石油和化工標準與質量，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、驅動器、調制器、光纖、中繼器、光電檢測器等設備，明顯增大了研宄困難，使項目研發周期大大增長。《RS485總線調試設備的接口設計》，中國科技信息，2011(1):58— 60，提出了 RS-485是一種雙向、平衡傳輸的標準接口，能夠抑制共模干擾，傳輸距離遠，布線簡單，在工業界廣泛使用，但是兩線制RS485接口只能組成半雙工網絡，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。
【發明內容】
[0004]本發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。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種ROV遠程通信系統，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姿態信息檢測模塊、ROV推進器狀態檢測模塊、ROV各部件檢測模塊、ROV推進器執行模塊、ROV作業系統執行模塊和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送的信息，水面通信模塊以中斷方式接收水面控制器發送的信息，水面通信模塊定時將相應信息發送給水面控制器，水面通信模塊定時將相應信息發送給水下通信模塊；
[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送給水下通信模塊；
[0010]ROV姿態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姿態信息檢測模塊將檢測的ROV的航向、俯仰和橫滾信息定時發送給水下通信模塊；
[0011 ] ROV推進器狀態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推進器狀態檢測模塊將檢測的ROV的7個推進器的轉速和溫度信息定時發送給水下通信模塊；
[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，并執行相應動作；
[0014]ROV作業系統執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作業系統執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姿態信息檢測模塊、ROV推進器狀態檢測模塊和ROV各部件檢測模塊發送的數據，水下通信模塊采用實時發送的方式將相應的指令發送給ROV推進器執行模塊、ROV作業系統執行模塊和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據。
[0017]本發明一種ROV遠程通信系統，還可以包括:
[0018]水面通信模塊定時將相應數據發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送信息采用時間間隔為10ms的定時發送方式，ROV深度信息檢測模塊、ROV姿態信息檢測模塊、ROV推進器狀態檢測模塊和ROV各部件檢測模塊向水下通信模塊均采用時間間隔為1ms的定時發送方式。
[0019]有益效果:
[0020]本發明確定一種遠程通信結構，該結構既保證遠程通信系統的信號的實時可靠的傳遞，又能保證多系統間通信信號的快速穩定傳遞，既能保證系統發出命令的準確、穩定的發送和接受，又能保證監控數據和檢測信息的及時、不丟幀傳遞和顯示。發明通用性好，可廣泛用于深水作業型ROV的通信系統中。本發明對各分系統的信息傳遞進行了合理的分配，保證系統相互之間信息傳遞的通暢，通信系統能夠根據實際作業需要增加和刪減子系統，具有良好的可擴展性和經濟性。系統具有一定模塊化和智能性，為ROV的系統實現智能的算法提供物理基礎。
【附圖說明】
[0021]附圖1 ROV遠程通信系統結構圖。
[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姿態信息檢測模塊、ROV推進器狀態檢測模塊通信示意圖。
[0026]附圖6水下通信模塊與ROV推進器執行模塊、ROV作業系統執行模塊、ROV攝像及燈光控制模塊通信示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0028]針對目前現有技術中存在的不足，本發明旨在提供一種可靠性高、實時性好的ROV遠程通信系統，能夠供潛深在1500米以內的作業型ROV和觀察型ROV使用，尤其是長纜的作業型ROV進行水下作業。該系統能夠根據ROV系統的工作需要，實時將水下ROV系統檢測信號和各部件的狀態上傳，同時保證水面控制命令實時發送到水下執行系統。
[0029]遠程通信系統包括水面控制器、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姿態信息檢測模塊、ROV推進器狀態檢測模塊、ROV各部件檢測模塊、ROV推進器執行模塊、ROV作業系統執行模塊、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推進器狀態檢測模塊用于檢測ROV的7個推進器的轉速和溫度；R0V各部件檢測模塊主要檢測ROV液壓油路的溫度、壓力、RO