[发明专利]智能浮标的控制系统

说明书

本发明提供了一种智能浮标的控制系统，包括：自主规划单元，包括智能浮标的航行状态规划功能、智能浮标传感器采集策略制定功能以及评估智能浮标控制系统健康状态功能；航行控制单元，包括智能浮标的执行驱动机构控制功能、智能浮标执行驱动机构运行状态记录功能以及智能浮标用电设备开关状态管理功能；负载控制单元，包括智能浮标传感器数据的采集及存储功能、智能浮标传感器数据分发功能、智能浮标传感器运行状态检测功能；通信单元，包括智能浮标与其他设备之间的通信功能。本发明控制系统结构简单、成本低廉，且具备低功耗、模块化以及载荷通用性的特点。

技术领域

本发明涉及海洋仪器控制系统技术领域，具体地，涉及一种智能浮标的控制系统。

背景技术

智能浮标是一种新型的海洋参数观测平台，主要用于大尺度、长时间的海洋系统观测任务。在智能浮标系统自身运行方面，其需具备俯仰调节能力、横滚调节能力、浮力量调节能力；在智能浮标执行任务方面，其需具备航向控制能、工作模式转换能力、传感器采集方案规划能力、自身健康程度监控能力；在智能浮标传感器负载方面，其需具备搭载CTD、高度计、水听器、溶解氧等多种不同接口形式的传感器功能，并对其数据进行采集、存储及分发；在智能浮标通信方面，考虑到全球性应用和近距离调试的可选性，其需具备卫星通信方式和无线电通信方式。综上所述，智能浮标需要一种具备航行控制能力的、任务自主规划能力的、兼顾负载通用性的以及具备通信能力的控制系统。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能浮标的控制系统。

根据本发明提供的一种智能浮标的控制系统，包括：

自主规划单元，包括智能浮标的航行状态规划功能、智能浮标传感器采集策略制定功能以及评估智能浮标控制系统健康状态功能；

航行控制单元，包括智能浮标的执行驱动机构控制功能、智能浮标执行驱动机构运行状态记录功能以及智能浮标用电设备开关状态管理功能；

负载控制单元，包括智能浮标传感器数据的采集及存储功能、智能浮标传感器数据分发功能、智能浮标传感器运行状态检测功能；

通信单元，包括智能浮标与其他设备之间的通信功能；

所述航行控制单元与所述自主规划单元、所述负载控制单元和所述通信单元之间存在信息双向交互关系，所述自主规划单元和所述负载控制单元存在信息双向交互关系，所述负载控制单元和所述通信单元存在信息双向交互关系，所述通信单元与外部设备存在信息双向交互关系。

较佳的，所述自主规划单元为具备高性运算能力的信息处理单元；所述航行状态规划功能根据智能浮标工作环境和工作目标自主规划航行状态；所述智能浮标传感器采集策略根据智能浮标工作环境和工作目标自主制定传感器采集周期、采集频率、开关状态等工作策略；所述智能浮标控制系统健康状态评估功能通过自主规划单元与航向控制单元进行定时健康信息交互，实现模块间健康状态评估功能。

较佳的，所述航行控制单元为具备低功耗可休眠的数据处理单元；所述执行驱动机构控制功能实现对智能浮标俯仰角执行机构进行位置控制、对智能浮标横滚角执行机构进行位置控制、对浮力量执行机构进行位置控制；所述执行驱动机构运行状态记录功能实现对智能浮标俯仰角执行机构、横滚角执行机构、浮力量执行机构的运动状态以进行记录；所述智能浮标用电设备开关状态管理功能实现对智能浮标控制系统内涉及的传感器、电子芯片进行电源开关控制。

较佳的，所述负载控制单元为具备低功耗可休眠的数据处理单元；所述传感器数据的采集与存储功能根据系统需求实现对传感器信息采集与存储为可解读数据；所述传感器数据分发功能根据系统需求实现对数据不同采样率、不同通信通道的数据发送；所述传感器运行状态检测功能对传感器是否存在故障信息进行检测，并具备一定的传感器故障恢复功能。