基于北斗定位的波浪能发电装置通讯系统设计与实现!.pdfVIP

第42卷第1期 全球定位系统 VoI．42，No．1 2017年2月 GNSSWorldofChina February，2017 基于北斗定位的波浪能发电装置通讯 系统设计与实现 杨倩雯，王世明 (上海海洋大学工程学院，上海201306) 摘 要：除石油、天然气等资源外，波浪能作为海洋能中能量密度最高的能源，近年来成 为技术攻克的热门课题。作为波浪能发电装置的另一核心技术，本文针对波浪能本身特点设 计独特的通讯方案，通过北斗定位实现对设备的实时监控，能够有效降低设备损耗，精确获得 设备数据，为提高清洁能源的利用率作出贡献。 关键词：波浪能；定位；通讯系统 中图分类号：P228．4文献标志码：A 有很多，但是针对价格昂贵、作业时间长、海况复杂 0 引 言 的全海深海洋装备作业需求的定位与通信系统的 海洋占据地球表面积70％，集中了全球97％研制尚未成熟。 的水量，蕴藏着丰富的能源，包括波浪能、海流能、 实际上，北斗定位系统具有两种工作模式，其 温差能、盐差能等。其中，波浪能以其开发过程中 中RDSS模式既可以进行定位又可以实现模块之 对环境影响小且以机械能形式存在，是品位最高的 间的短报文通信，但在RDsS模式下，定位或短报 海洋能uj。 文通信需每隔1min进行一次，无法满足实时监控 大部分波浪能发电装置主要分为三个阶段，第 设备状态的需求[3]。而RNSS模式可实现每秒定 一级为波浪能捕获系统，主要通过机械装置对波浪 位一次，定位速度快、效率高，但其无法实现通过短 进行收集；第二级为中间转换系统，对装置收集到 报文通信的功能。本文采用两种方式相结合的方 的波浪进行稳向，稳速，增速；第三级即发电系统， 案，即使用RNss模式进行定位，再将位置信息 将波浪能动能转换为电能并进行处理与储存比]。 (以及待传输的信息)通过RDsS模式的短报文通 波浪能本身是一种无规律的能源，所有发电设备均 信功能将定位信息传送给接收终端。 需置于海上，气候与环境的复杂性导致其高损耗 本文采用的定位方案，结合实际需要，集定位 率，也就更需要较为完善的监控手段与定位系统来 和短报文通信为一体，能够对放置于深海中的波浪 服务发电系统，以达到最大化利用波浪能的目的。 能发电装置进行快速、及时的精准定位，并将位置 及其相关测量信息发送至控制中心，有效的保证工 1北斗定位方案的选取 作人员及时完成对波浪能发电设备的实况检测与 2016年2月，国家科技部发布“十三五”重点数据接收。 专项“深海关键技术与装备”，力求为我国走进和认 2基于北斗的方案实现硬件设计 识深海提供装备。可见用于探查深海资源、开展深 海科学研究、进行深海工程作业的全海深潜水器技 系统硬件总体设计如图1所示，其中单片机选 术和装备备受国家关注。作为全海深装备的关键 技术之一的卫星定位与通信系统，就是保证及时获 取海上作业装备的各项信息，以便工作人员及时完 成对全海深海洋装备信息的收集、装备的回收与检 与CS-51TM指令集完全兼容，可以使用标准 修。虽然基于北斗导航定位系统的研发与应用已 803x／805x的汇编器和编译器进行软件开发。 收稿日期：2016—0