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1、水下接驳海底观测网络深海作业原型系统的设计实现文章来自：卢汉良,李德骏,杨灿军,金 波,陈燕虎,陈 鹰 摘 要:为实现深海海底观测X络的长期连续观测,设计一套基于水下接驳技术的接驳盒原型系统.通过分析接驳盒体系结构,采用多个耐压密封腔体作为水下接驳盒的机电集成封装结构,完成耐压腔体机械结构和散热结构设计.在实验的基础上,利用MOSFET器件以输入串联和输出并联相结合的方式,把2kV高压直流电转换为400V中压直流电,实现深海远距离高压直流电能传输.针对深海观测仪器设备通信的实时性要求,采用基于TCP/IP的光以太X技
2、术和应用层自定义协议技术来实现通信控制.实验验证了在40MPa下,水下接驳盒原型系统能够正常工作.该水下接驳盒原型系统合理且实用,为实现深海海底观测X络的长期连续观测提供了技术支撑. 关键词:海底观测X络;接驳盒;电能传输;通信控制 Abstract:Asuitofjunctionboxprototypesystemplementlong-termcontinuousobservationfordeepseafloorobservatoryeulti-housinge-chanicalandelectronicin
3、tegrationencapsulationstructureoftheunderechan-icalandthermalstructuresents,aneethodbyarrayingMOSFETpartsinseriesontheinputsideandinparallelontheoutputside2kVhigh-voltageDCto400Vmiddle-voltageDC,consequentlythedeep-sealong-distancehigh-voltageDCpoissionplemented
4、successfully.Consideringthereal-timere-questofthedeep-seaobservationequipments,theopticEthertechnologybasedonTCP/IPandtheap-plicationlayeruser-definedprotocoltechnologyplementmunicationcontrol.There-sultsofpressureexperimentsshocanallyat40MPa.Asresults,thejuncti
5、onboxprototypesystemisprovedtobereasonableandpractical,plementationoflong-termcontinuousobservationfordeepseafloorobservatoryission;municationcontrol 针对深海海底的观测工作,对于科学研究、海洋环境保护、灾害监测与预防,以及海底资源勘探与开发,都是十分重要的.随着高新技术的迅猛发展,海底观测平台正逐步成为高科技领域一个新的研究热点[1-5].如果把地面与海面看作地球科学的第
6、一个观测平台,把空中的遥测遥感看作第二个观测平台,那么21世纪在海底建立的观测平台,则是第三个观测平台[6]. 海底观测平台的实现方式根据不同需要分成3类:海底观测站、海底观测链和深海海底观测X络.海底观测站和海底观测链有着共同的缺陷:它们都受到能量供应的限制,信息传送比较困难.深海海底观测X络把各种观测仪器设备放到海底,将布置在海底的观测设备通过水下接驳盒联X,甚至能够与埋藏在钻孔中的观测仪器联X,从海岸基站通过光纤X络向各个海底观测点输送电能并收集信息,进行长期连续的自动化观测.在深海海底观测X络中,将多个海底观
7、测设备在水下连接,实现对各种海底观测仪器设备所需电能和信息的集中控制和管理的技术,称为水下接驳技术.基于水下接驳技术来完成电能和信息集中、转换和处理的装置,称为水下接驳盒[7]. 在1998年,美国正式启动了东北太平洋时间系列海底X络实验(northeastpacifictime-integratedunderseaent,NEPTUNE),即海王星海底观测X络计划[8],加拿大于1999年加入.作为海王星计划的原型实验,美国和加拿大建立了小型实验观测系统蒙特里加速研究系统(Montereyacceleratedre
8、searchsystem,MARS)和维多利亚海底实验X络(Victoriaexperimental-,最高工作电压为DC2kV,最高X络通信速率为100Mb/s,可多级扩展,水下湿插拔,能够实现对深海海底观测X络电能和信号的传输分配以及对其所连接的多个海底原位观测设备和传感器的管理和控制.针对上述设计要求,采用功能模块化的设计方
