[发明专利]一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置及方法

权利要求书

1.一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置，其特征在于，包括：

直流变换与电能监控模块(10)，包括第一直流变换器(11)、第二直流变换器(12)和电能监测与控制单元(13)，所述的第一直流变换器(11)和第二直流变换器(12)将观测仪器接驳盒(3)输入的电压进行两级直流变换，输出的直流电压分别为水下智能物联装置本身和观测仪器(4)供电，电能监测与控制单元(13)监测直流变换器和观测仪器(4)的电压、电流数据，在观测仪器(4)发生故障时实现故障隔离；

通信协议转换与数据处理模块(20)，包括以太网芯片(21)、时钟芯片(22)、微控制器(23)、闪存芯片(24)和数据收发器(25)，所述的以太网芯片(21)、微控制器(23)、数据收发器(25)依次连接，共同实现数据收发、控制信号传递、通信协议转换的功能，并通过时钟芯片(22)和闪存芯片(24)实现授时、存储的功能，微控制器(23)接收电能监测与控制单元(10)的电压、电流监测数据，判定观测仪器(4)的故障状态并控制其隔离，在隔离故障的同时向观测仪器接驳盒(3)发送故障信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置，其特征在于，所述的装置通过以太网、RS232、RS422、RS485、CAN总线或模拟量传输网络与观测仪器(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于海洋仪器接口标准化的水下智能物联装置，其特征在于，所述的装置通过统一的以太网接口与观测仪器接驳盒(3)进行通信。

4.一种采用如权利要求1～3任一所述的装置进行物联通信的方法，其特征在于，包括以下流程：

装置的初始化和自检，若装置的输出电压值正常，则令观测仪器(4)通电，并进入下个流程，否则向观测仪器接驳盒(3)发送故障信号；

正常数据采集、处理与传输循环，循环过程中，若发生非正常数据传输，则暂停循环，判定为发生故障进入下个流程；

故障监测与隔离，若故障被成功消除，且故障消除过程满足设定要求，则返回正常数据采集、处理与传输循环，否则微控制器向观测仪器接驳盒(3)发送故障信号，结束。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的故障消除过程包括重启观测仪器(3)，直到产生正常数据传输，所述的设定要求为：重启次数不超过限定值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的装置的初始化和自检流程包括以下步骤：

S10：装置通电，直流变换器将观测仪器接驳盒(3)输入的电压进行直流变换后供给装置内包含的芯片；

S20：微控制器(23)初始化；

S30：电能监测与控制单元(10)采集第二直流变换器(12)输出的电压值并发送给微控制器(23)，微控制器(23)判断电压值是否在正常范围内，是则执行S40，否则执行S31；

S31：微控制器(23)向观测仪器接驳盒(3)发出水下智能物联装置故障信息，结束；

S40：闭合给观测仪器(4)供电的继电器。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的正常数据采集、处理与传输循环流程和故障监测与隔离流程包括以下步骤：

S50：到达采样间隔时间；

S60：电能监测与控制单元(10)采集观测仪器(4)工作的电压、电流数据并发送给微控制器(23)；

S70：判断观测仪器(4)工作的电压、电流数据是否正常，是则执行S80，否则执行S71；

S71：断开给观测仪器(4)供电的继电器；

S72：重启次数+1；

S73：经过一定的重启延时；

S74：判断重启次数是否大于限定值，若重启次数小于限定值则执行S40，若重启次数大于限定值则执行S75。

S75：微控制器向观测仪器接驳盒发出仪器故障信息，结束；

S80：重启次数赋0值；

S90：观测仪器(4)开始采集数据；

S100：观测数据通过数据收发器(25)发送至微控制器(23)。

S110：微控制器(23)从时钟芯片(22)中接收时间信息，为观测数据添加时间标签；

S120：微控制器(23)预处理数据；

S130：微控制器(23)将处理后的数据结果储存至闪存芯片(24)；

S140：微控制器(23)将处理后的数据结果通过以太网芯片(21)发送至观测仪器接驳盒(3)，返回S50开始下一循环。