一种分布式声呐协同组网系统的制作方法

本实用新型涉及分布式组网应用技术领域，具体涉及一种分布式声呐协同组网系统。

背景技术：

人类生存的地球上，海洋占据了地球表面积的71％，远大于陆地所占比重。随着人类对海洋认识和探索的不断加深，海洋科学技术得到加速发展。人们逐渐意识到海洋开发的重要性，尤其对于当前21世纪正面临的环境不断恶化，人口不断增多，资源不断减少三大难题，探索开发海洋资源受到越来越多的关注。声呐探测装置是海洋资源和水下环境勘查的重要工具，当面临复杂的水域环境和越来越多样化的任务需求时，单个声呐探测装置由于观察范围小、作业工具单一等限制条件，已经无法完成多样化的任务需求。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种分布式声呐协同组网系统。

本实用新型的目的采用以下技术方案来实现：

一种分布式声呐协同组网系统，该系统包括：多个分布式的声呐探测装置、通信基站以及用于协调各声呐探测装置工作的地面协同控制工作站；所述地面协同控制工作站通过所述通信基站实现与各所述声呐探测装置之间的信息交互；

每个所述声呐探测装置包括：一个用于进行自组网搭建的自组网设备，通过所述自组网设备实现各声呐探测装置之间以及各声呐探测装置与所述通信基站之间的信息交互；

所述声呐探测装置进一步包括：基座、设置在所述基座下表面的圆形滑轨、设置在所述基座上表面的浮潜装置、与所述圆形滑轨滑行连接的声呐探测器、四个推进器、控制器和用于给所述声呐探测装置提供电能的供电模块；其中，所述控制器和供电模块置于所述基座内部；所述控制器分别与所述浮潜装置、声呐探测器、四个推进器电性连接，所述控制器还与内置于所述基座内的自组网设备通信连接；四个所述推进器分别安装在所述基座的前、后、左、右的侧端面上。

在一种可选的实施方式中，所述地面协同控制工作站包括：协同控制子系统；

所述协同控制子系统包括：身份验证模块、指令获取模块、收发模块和显示模块；

其中，所述指令获取模块分别与所述身份验证模块、收发模块、显示模块相连，所述收发模块与所述显示模块、通信基站相连。

在一种可选的实施方式中，所述身份验证模块包括：采集单元、处理单元、特征提取单元、身份验证单元和权限管理单元；

其中，所述采集单元、处理单元、特征提取单元、身份验证单元依次连接，所述权限管理单元与所述身份验证单元连接。

在一种可选的实施方式中，该系统还包括用于对所述声呐探测装置进行故障检测的故障诊断子系统。

在一种可选的实施方式中，所述故障诊断子系统包括：用于对各个所述声呐探测装置的工作状态进行采集的数据信息采集模块，

和，

基于所述数据信息采集模块采集的数据，对各个所述声呐探测装置进行故障诊断的故障诊断模块。

在一种可选的实施方式中，所述数据信息采集模块包括：多个传感器节点和船载式移动基站；

所述传感器节点，用于感测其所在位置处的声呐探测装置的工作状态数据，并将其转发至所述船载式移动基站，所述船载式移动基站汇聚各传感器节点采集的数据，经压缩处理后转发至所述故障诊断模块。

在一种可选的实施方式中，多个所述传感器节点和船载式移动基站按照预设的成簇机制构建一无线传感器网络。

在一种可选的实施方式中，所述传感器节点包括：电流传感器、电压传感器、流速传感器和位置传感器中的一种或者多种。

本实用新型的有益效果为：

(1)通过该系统可以协同各声呐探测装置的工作，使得各声呐探测装置根据接收到的控制指令执行不同的任务；

(2)设置一身份验证模块，可以避免非法人员通过地面协同控制工作站向声呐探测装置发送非法指令，提高了该系统的安全性和可靠性。

(3)设置一故障诊断子系统，可以对各声呐探测装置进行故障诊断，以便于工作人员能够了解到各声呐探测装置的工作状态，进而可以及时对有故障的声呐探测装置进行维修或者更换。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种分布式声呐协同组网系统的框架结构图；

图2是本实用新型实施例提供的声呐探测装置的截面图；

图3是本实用新型实施例提供的声呐探测装置的仰视图；

图4是本实用新型实施例提供的地面协同控制工作站的框架结构图；

图5是本实用新型实施例提供的协同控制子系统的框架结构图；

图6是本实用新型实施例提供的身份验证模块的框架结构图；

图7是本实用新型实施例提供的故障诊断子系统的框架结构图。

附图标记：声呐探测装置1、通信基站2、地面协同控制工作站3、基座11、圆形滑轨12、浮潜装置13、声呐探测器14、推进器15、控制器、协同控制子系统31、故障诊断子系统32、身份验证模块311、指令获取模块312、收发模块313、显示模块314、采集单元3111、处理单元3112、特征提取单元3113、身份验证单元3114、权限管理单元3115、数据信息采集模块351、故障诊断模块352。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1-7，一种分布式声呐协同组网系统，该系统包括：多个分布式的声呐探测装置1、通信基站2以及用于协调各声呐探测装置1工作的地面协同控制工作站3；所述地面协同控制工作站3通过所述通信基站2实现与各所述声呐探测装置1之间的信息交互；地面协同控制工作站3用于通过通信基站2向各声呐探测装置1发送相应的控制指令，以使各声呐探测装置1按照接收到的控制指令执行相应的任务。在初始时刻时，将监测水域划分成多个监测子区域，然后将声呐探测装置1部署在监测水域中的各个监测子区域内，建立监测子区域与声呐探测装置1的对应关系，并将其对应关系发送至地面协同控制工作站3，由于地面协同控制工作站3中存在声呐探测装置1与其所在监测子区域的对应关系，使得地面系统控制工作站3在发送控制指令时，能够做到定点发送，进而使得对应的声呐探测装置根据接收的控制指令调整自身的工作状态，执行相应的任务。

每个所述声呐探测装置1包括：一个用于进行自组网搭建的自组网设备，通过所述自组网设备实现各声呐探测装置1之间以及各声呐探测装置1与所述通信基站2之间的信息交互。

通过该系统可以协同各声呐探测装置1的工作，使得各声呐探测装置1根据接收到的控制指令执行不同的任务。例如，该控制指令若是向所有声呐探测装置1发出，则各声呐探测装置1根据接收到的控制指令后开始在各自所在的监测子区域执行该指令。若该控制指令是针对某一个或者多个监测子区域内的声呐探测装置1，则通过通讯基站2可以只向指定的某一个或者多个监测子区域的声呐探测装置1发送控制指令，接收到该控制指令的声呐探测装置1开始在其所在的监测子区域执行该指令。从而实现了地面协同控制工作站3对各声呐探测装置1工作的协调控制。

所述声呐探测装置1进一步包括：基座11、设置在所述基座11下表面的圆形滑轨12、设置在所述基座11上表面的浮潜装置13、与所述圆形滑轨12滑行连接的声呐探测器14、四个推进器15、控制器和用于给所述声呐探测装置1提供电能的供电模块；其中，所述控制器和供电模块置于所述基座11内部；所述控制器分别与所述浮潜装置13、声呐探测器14、四个推进器15电性连接，所述控制器还与内置于所述基座11内的自组网设备通信连接；四个所述推进器15分别安装在所述基座11的前、后、左、右的侧端面上。

声呐探测装置1接收到来自地面协同控制工作站3的控制指令后，根据其控制指令，控制器可以控制浮潜装置13的工作状态，以实现该声呐探测装置1的上浮或者下沉，控制器也可以控制四个推进器15的工作状态，以实现声呐探测装置1在其所在水平面内的移动。通过浮潜装置13和四个推进器15的协调配合，可以使声呐探测装置1到达指定位置。根据要采集声呐图像的区域，控制器还可以控制声呐探测器14在圆形滑轨12运动，进而使得该声呐探测器14停靠在圆形滑轨12的特定位置处，采集所需要的声呐图像。其中，特定位置是指：声呐探测器14的探头正对所要采集的声呐图像区域。

在一种可选的实施方式中，所述地面协同控制工作站3包括：协同控制子系统31；

所述协同控制子系统31包括：身份验证模块311、指令获取模块312、收发模块313和显示模块314；

其中，所述指令获取模块312分别与所述身份验证模块311、收发模块313、显示模块314相连，所述收发模块313与所述显示模块314、通信基站2相连。

协同控制子系统31的工作模式如下：当一用户需要各声呐探测装置1发送控制指令时，先通过身份验证模块311验证用户身份，确认是否有权限发送该控制指令后，验证通过后，通过指令获取模块312获取该用户发出的控制指令，然后经由收发模块313输出，经通信基站2发送给对应的声呐探测装置1，以使声呐探测装置1按照接收到的控制指令执行相应的任务。设置一身份验证模块311，使得有权限的人员才可以发送控制指令到声呐探测装置1，从而能够避免非法人员肆意操作。显示模块314用来显示用户发送的控制指令，也可以显示来自声呐探测装置1采集的声呐图像。

在一种可选的实施方式中，所述身份验证模块311包括：采集单元3111、处理单元3112、特征提取单元3113、身份验证单元3114和权限管理单元3115；

其中，所述采集单元3111、处理单元3112、特征提取单元3113、身份验证单元3114依次连接，所述权限管理单元3115与所述身份验证单元3114连接。

所述采集单元3111用于采集用户的人脸图像，所述处理单元3112用于对采集的人力图像进行降噪、增强处理，所述特征提取单元3113用于从处理后的人脸图像中提取能够表征该用户身份信息的人脸特征数据，身份验证单元3114基于提取到的人脸特征数据和预存的有权限人员的人脸特征数据进行匹配，确定该用户是否有权限发送控制指令，权限管理单元3115用于存储有权限人员的人脸特征数据。

在一种可选的实施方式中，该系统还包括用于对所述声呐探测装置1进行故障检测的故障诊断子系统32。

在一种可选的实施方式中，所述故障诊断子系统32包括：用于对各个所述声呐探测装置1的工作状态进行采集的数据信息采集模块351，

和，

基于所述数据信息采集模块351采集的数据，对各个所述声呐探测装置1进行故障诊断的故障诊断模块352。

通过该故障诊断子系统32，可以实时对声呐探测装置1进行故障诊断，从而能够在发现声呐探测装置1发生故障时，可以及时通知工作人员，以便于采取应对措施。

在一种可选的实施方式中，所述数据信息采集模块351包括：多个传感器节点和船载式移动基站；

所述传感器节点，用于感测其所在位置处的声呐探测装置1的工作状态数据，并将其转发至所述船载式移动基站，所述船载式移动基站汇聚各传感器节点采集的数据，经压缩处理后转发至所述故障诊断模块352。

在一种可选的实施方式中，多个所述传感器节点和船载式移动基站按照预设的成簇机制构建一无线传感器网络。

在一种可选的实施方式中，所述传感器节点包括：电流传感器、电压传感器、流速传感器和位置传感器中的一种或者多种。

本实用新型的有益效果为：

(1)通过该系统可以协同各声呐探测装置1的工作，使得各声呐探测装置1根据接收到的控制指令执行不同的任务；

(2)设置一身份验证模块311，可以避免非法人员通过地面协同控制工作站3向声呐探测装置1发送非法指令，提高了该系统的安全性和可靠性。

(3)设置一故障诊断子系统32，可以对各声呐探测装置1进行故障诊断，以便于工作人员能够了解到各声呐探测装置1的工作状态，以便于可以及时对有故障的声呐探测装置1进行维修或者更换。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。