1.本发明涉及特种船舶技术领域，尤其涉及一种用于海洋信息传输的通讯船舶。


背景技术：

2.海洋约占地球表面积的71％，其中蕴含着丰富的资源，人类的生存和发展都离不开海洋，海洋运输、海洋勘探等航海事业日益兴盛。由于海洋幅员辽阔，位于大洋中的船舶或设施想要与陆地进行稳定的通讯较为困难，且通讯容易受到恶劣天气的干扰，使船舶在故障时难以及时与外界进行通讯发出求救信号，进而可能导致船舶失联。因此有必要研发一种用于海洋信息传输的通讯船舶，能够在其他船舶与陆地基站之间建立稳定可靠的通讯连接，以提高海洋作业效率并保障通讯稳定。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于海洋信息传输的通讯船舶，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。
4.为实现上述发明目的，本发明提供一种用于海洋信息传输的通讯船舶，包括母船体，所述母船体中由上至下依次设置有设备舱和储水舱，储水舱中设置有水位传感器，储水舱旁设置有抽排水设备，母船体表面设置有抽水孔和排水孔，所述储水舱与抽排水设备相连通，所述抽排水设备通过管道分别与抽水孔、排水孔相连通，所述设备舱中设置有控制器、第一通讯设备、第一定位设备、第一电源和升降机构，设备舱顶部设置有可开闭的密封舱门机构，所述升降机构用于将第一通讯设备和第一定位设备从设备舱内抬升至开启的密封舱门机构处，所述母船体上还设置有第一驱动机构和分离机构，所述分离机构用于可分离连接带有第二通讯设备的子船体，所述第一驱动机构用于驱动母船体上浮、下潜和水平移动，所述水位传感器、抽排水设备、第一通讯设备、第一定位设备分别与控制器信号相连，所述第一通讯设备用于实现控制器与上位机或第三方通讯设备的直接数据交互，或通过连接第二通讯设备实现控制器与上位机或第三方通讯设备的间接数据交互，所述第一电源用于为母船体运行提供电能。
5.进一步的，所述密封舱门机构包括设置于母船体顶部的开口，所述开口侧壁由上至下依次设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽内设置有第一推杆电机和第一板块，所述第一推杆电机的推杆与第一板块相连接，所述第二凹槽内设置有第二推杆电机和第二板块，所述第二推杆电机的推杆与第二板块相连接，第一凹槽和第二凹槽之间的开口侧壁上还设置有水浸传感器和气孔，所述气孔通过管道与气泵输出端相连通，所述水浸传感器、气泵分别与控制器信号相连。
6.进一步的，所述升降机构包括固定板和电动导轨，所述电动导轨倾斜设置于设备舱侧壁上，电动导轨上滑动设置有滑块，所述固定板与滑块相连接，所述第一通讯设备、第一定位设备固定设置于固定板上，所述电动导轨的顶端位于所述开口下方，所述开口下方的设备舱底部设置有集水槽，所述集水槽与储水舱相连通，所述电动导轨的底端位于集水
槽旁，集水槽上设置有网格盖板，所述网格盖板上设置有湿敏元件，所述湿敏元件与控制器信号相连。
7.进一步的，所述控制器包括：
8.第一交互模块，用于通过第一通讯模块与上位机或第三方通讯设备进行数据交互；
9.第二交互模块，用于通过第一通讯模块建立与第二通讯模块的通讯连接，通过第二通讯模块与上位机或第三方通讯设备进行数据交互；
10.数据处理模块，用于处理上位机或第三方通讯设备的通讯请求，根据通讯请求将数据通过第一交互模块发送至上位机或第三方通讯设备，或通过第二交互模块2012发送至上位机或第三方通讯设备；
11.浮潜控制模块，用于通过第一定位设备获取母船体实时位置，根据母船体实时位置从上位机获取周围海域天气情况，基于周围海域天气情况发出下潜指令和上浮指令；
12.设备控制模块，用于根据下潜指令和上浮指令控制抽排水设备、密封舱门机构、升降机构、第一驱动机构运行，还用于根据通讯请求控制分离机构分离释放子船体。
13.进一步的，所述子船体上还设置有第二驱动机构、子控制器、第二电源和第二定位设备，所述第二驱动机构、第二定位设备、第二通讯设备分别与子控制器信号相连，所述第二电源用于为子船体运行提供电能。
14.进一步的，所述分离机构包括电动夹持器，所述电动夹持器的夹持部上设置有电磁铁和无线充电线圈，所述子船体上设置有无线接收线圈，所述电动夹持器、电磁铁分别与控制器信号相连，所述无线充电线圈与第一电源电连接，所述无线接收线圈与第二电源电连接。
15.进一步的，所述第一驱动机构包括伺服电机和推进器，所述伺服电机设置于母船体内侧壁上，伺服电机的转子贯通母船体侧壁与推进器相连接，所述伺服电机、推进器分别与控制器信号相连。
16.进一步的，所述母船体上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与第一电源通过充电电路电连接。
17.进一步的，所述第一通讯设备包括第一通讯子模块和第二通讯子模块，所述第一通讯设备包括互相连接的第一通讯子模块和第二通讯子模块，所述第二通讯设备包括互相连接的第三通讯子模块和第四通讯子模块，所述第一通讯子模块用于与第三方通讯设备、上位机和第三通讯子模块进行数据交互，所述第二通讯子模块用于与第四通讯子模块进行数据交互，所述第三通讯子模块用于与第三方通讯设备、上位机和第三通讯子模块进行数据交互。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、通过将母船体部署于陆地基站与海洋船舶之间的海域中，可以起到通讯中转的作用，延长通讯距离，实现部署于陆地的上位机与海洋船舶第三方通讯设备之间的稳定通讯；
20.2、母船体可以与子船体分离，以将母船体和子船体分别部署于不同的位置，从而在上位机和海洋船舶第三方通讯设备之间通过第一通讯设备和第二通讯设备作为通讯中转，进一步延长通讯距离；
21.3、在遭遇台风等恶劣天气时，抽排水设备可以抽水到储水舱中，增加母船体自身重量使其可以潜入水中，从而避免受到恶劣天气的影响，保证设备安全。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的一种用于海洋信息传输的通讯船舶整体结构示意图。
24.图2是本发明实施例提供的一种用于海洋信息传输的通讯船舶截面结构示意图。
25.图3是本发明实施例提供的控制器电路原理示意框图。
26.图4是图2中a部分结构放大示意图。
27.图5是本发明实施例提供的控制器功能模块示意图。
28.图6是本发明实施例提供的子船体电路原理示意图。
29.图7是本发明实施例提供的分离机构局部结构示意图。
30.图8是本发明实施例提供的第一驱动机构局部结构示意图。
31.图中，1母船体，101抽水孔，102排水孔，2设备舱，201控制器，2011第一交互模块，2012第二交互模块，2013数据处理模块，2014浮潜控制模块，2015设备控制模块，202第一通讯设备，203第一定位设备，204第一电源，3储水舱，301水位传感器，4抽排水设备，5升降机构，501固定板，502电动导轨，503滑块，504集水槽，505网格盖板，506湿敏元件，6密封舱门机构，601开口，602第一凹槽，603第二凹槽，604第一推杆电机，605第一板块，606第二推杆电机，607第二板块，608水浸传感器，609气孔，6010气泵，7第一驱动机构，701伺服电机，702推进器，8分离机构，801电动夹持器，802电磁铁，803无线充电线圈，9子船体，901第二通讯设备，902第二驱动机构，903子控制器，904第二电源，905第二定位设备，10太阳能电池板。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
33.参照图1、图2和图3，本实施例提供一种用于海洋信息传输的通讯船舶，包括母船体1，所述母船体1中由上至下依次设置有设备舱2和储水舱3。所述储水舱3中设置有水位传感器301，储水舱3旁设置有抽排水设备4，母船体1表面设置有抽水孔101和排水孔102，所述储水舱3与抽排水设备4相连通，所述抽排水设备4分别与抽水孔101和排水孔102相连通。所述设备舱2中设置有控制器201、第一通讯设备202、第一定位设备203、第一电源204和升降机构5。设备舱2顶部设置有可开闭的密封舱门机构6，所述升降机构5用于将第一通讯设备202、第一定位设备203从设备舱2内抬升至开启的密封舱门机构6处。所述母船体1上还设置有第一驱动机构7和分离机构8，所述分离机构8用于可分离连接带有第二通讯设备901的子船体9，所述第一驱动机构7用于驱动母船体1上浮、下潜和水平移动。所述水位传感器301、抽排水设备4、第一通讯设备202、第一定位设备203分别与控制器201信号相连，所述第一通讯设备202用于实现控制器201与上位机或第三方通讯设备的直接数据交互，或通过连接第
二通讯设备901实现控制器201与上位机或第三方通讯设备的间接数据交互，所述第一电源204用于为母船体1上的设备运行提供电能。
34.本实施例中，所述母船体1可以部署于需要建立通讯连接的陆地基站与海洋船舶中间的海域上，当母船体1部署到位后，控制器201控制密封舱门机构6开启，升降机构5将第一通讯设备202和第一定位设备203从设备舱2内部抬升至开启的密封舱门机构6处，使得第一通讯设备202和第一定位设备203露出母船体1外，从而能够更好的收发通讯信号和接收定位信号。第一通讯设备202通过陆地基站与上位机建立通讯连接，同时与设置于海洋船舶上的第三方通讯设备建立通讯连接，从而实现上位机与第三方通讯设备之间的数据交互，起到了通讯中转、保障通讯信号稳定、延长通讯距离的效果。当陆地基站与第三方通讯设备之间的距离超出了第一通讯设备202的覆盖范围时，控制器201控制分离机构8释放子船体9，子船体9移动到陆地基站、母船体、第三方通讯设备形成的最短连线上，子船体9上的第二通讯设备901与陆地基站或第三方通讯设备建立通讯连接，并与母船体1上的第一通讯设备202建立通讯连接，从而实现上位机与第三方通讯设备之间的数据交互，进一步延长了通讯距离。另外，当母船体1所部署的海域出现台风等恶劣天气时，控制器201首先控制升降机构5将第一通讯设备202和第一定位设备203收回设备舱2内，控制密封舱门机构6关闭，随后启动抽排水设备4通过抽水孔101将水抽入储水舱3内，当水位传感器301检测到储水舱3内储水达到预设水位时，关闭抽排水设备4，此时母船体1由于自重增加潜入水下，从而起到躲避恶劣天气的效果，当母船体1需要上浮时，抽排水设备4通过排水孔102将储水舱3中的水排到母船体1外，使母船体1自重降低，并通过第一驱动机构7驱动母船体1移动实现上浮。
35.作为一种可选的实施方式，参照图4，所述密封舱门机构6包括设置于母船体1顶部的开口601，所述开口601的侧壁上由上至下依次设置有第一凹槽602和第二凹槽603，所述第一凹槽602内设置有第一推杆电机604和第一板块605，所述第一推杆电机604的推杆与第一板块605相连接，所述第二凹槽603内设置有第二推杆电机606和第二板块607，所述第二推杆电机606的推杆与第二板块607相连接，第一凹槽602和第二凹槽603之间的开口侧壁上还设置有水浸传感器608和气孔609，所述气孔609通过管道与气泵6010输出端相连通，所述水浸传感器608、气泵6010分别与控制器201信号相连。
36.示例性地，所述第一板块605和第二板块607的边缘可以套设有防水胶圈以增强防水效果。当密封舱门机构6关闭时，第一推杆电机604和第二推杆电机606分别推动第一板块605、第二板块607向开口601另一侧移动，从而封闭开口601，当需要打开密封舱门时，第一推杆电机604、第二推杆电机606分别将第一板块605、第二板块607收回第一凹槽602和第二凹槽603中。所述水浸传感器608用于在密封舱门机构6关闭时检测第一板块605和第二板块607之间是否有水渗入，防止设备舱2内进水。且当密封舱门机构6关闭时，控制器201启动气泵6010通过气孔609往第一板块605和第二板块607之间的封闭空间内注入气体形成高压环境，进而起到防止水从缝隙渗入的效果。
37.作为一种可选的实施方式，所述升降机构5包括固定板501和电动导轨502，所述电动导轨502倾斜设置于设备舱2侧壁上，电动导轨502上滑动设置有滑块503，所述固定板501与滑块503相连接-，所述第一通讯设备202、第一定位设备203固定设置于固定板501上，所述电动导轨502的顶端位于所述开口601下方，所述开口601下方的设备舱2底部设置有集水槽504，所述集水槽504与储水舱3相连通，所述电动导轨502的底端位于集水槽504旁，集水
槽504上设置有网格盖板505，所述网格盖板505上设置有湿敏元件506，所述湿敏元件506与控制器201信号相连。
38.示例性地，所述电动导轨502用于驱动滑块503沿电动导轨502往复移动，当滑块503位于电动导轨502最低端时，固定板502位于集水槽504旁，密封舱门机构6开启后，可能会有水从外部流入，此时流入设备舱2的水会直接落入集水槽504中，进入储水舱3内，当有水流入集水槽504中并通过网格盖板505的缝隙流入储水舱3时，网格盖板505上的湿敏元件506由于遇水其阻值会发生变化，从而导致其输出的电流大小发生变化，表明有水流入，当控制器201经过一定时间未检测到湿敏元件506输出的电流大小发生变化时，说明不再有水流入设备舱2中，此时控制器201再控制电动导轨502驱动固定板501斜向上运动至开启的密封舱门机构6处，从而尽量避免固定板501上的第一通讯设备202和第一定位设备203遇水，防止设备舱2内进水，提高设备的运行寿命。
39.具体的，参照图5，所述控制器201包括第一交互模块2011、第二交互模块2012、数据处理模块2013、浮潜控制模块2014和设备控制模块2015。
40.所述第一交互模块2011用于通过第一通讯模块202与上位机或第三方通讯设备进行直接数据交互。
41.所述第二交互模块2012用于通过第一通讯模块202建立与第二通讯模块901的通讯连接，通过第二通讯模块901与上位机或第三方通讯设备进行间接数据交互。
42.所述数据处理模块2013用于处理上位机或第三方通讯设备的通讯请求，根据通讯请求将数据通过第一交互模块2011发送至上位机或第三方通讯设备，或通过第二交互模块2012发送至上位机或第三方通讯设备。
43.所述浮潜控制模块2014用于通过第一定位设备203获取母船体1的实时位置，根据母船体1的实时位置从上位机获取周围海域天气情况，基于周围海域天气情况发出下潜指令和上浮指令。具体的，当周围海域天气情况包含对恶劣天气的预警时，控制器201控制母船体1下潜以规避恶劣天气产生的影响。
44.所述设备控制模块2015用于根据下潜指令和上浮指令控制抽排水设备4、密封舱门机构6、升降机构5、第一驱动机构7运行，还用于根据通讯请求控制分离机构8分离释放子船体9。
45.具体的，参照图6，所述子船体9上还设置有第二驱动机构902、子控制器903、第二电源904和第二定位设备905，所述第二驱动机构902、第二定位设备905、第二通讯设备901分别与子控制器903信号相连，所述第二电源904用于为子船体9运行提供电能。
46.其中，所述第二驱动机构902为推进器，用于驱动子船体9移动，所述子控制器903用于处理并执行母船体1发送的控制指令，所述第二定位设备905用于定位子船体9当前实时位置。
47.作为一种可选的实施方式，参照图7，所述分离机构8包括电动夹持器801，所述电动夹持器801上设置有电磁铁802和无线充电线圈803。所述子船体9上设置有无线接收线圈906，所述电动夹持器801、电磁铁802分别与控制器201信号相连，所述无线充电线圈803与第一电源204电连接，所述无线接收线圈906与第二电源904电连接。
48.示例性地，所述电动夹持器801用于夹持固定子船体9，当电动夹持器801夹持固定子船体9时，第一电源204能够通过无线充电线圈803以无线充电方式为第二电源904充电。
当电动夹持器801张开时子船体9即可脱离母船体1，所述分离机构8可以根据子船体9的数量在母船体1上设置多个。当子船体9回到母船体1旁时，控制器201启动电磁铁802以吸附金属外壳的子船体9，随后电动夹持器801再夹紧子船体9实现固定，子船体9的外壳上可以设置有适应电动夹持器801的凹陷部以使电动夹持器801容易夹紧。
49.作为一种可选的实施方式，参照图8，所述第一驱动机构7包括伺服电机701和推进器702，所述伺服电机701设置于母船体1内侧壁上，伺服电机701的转子贯通母船体1侧壁与推进器702相连接，所述伺服电机701、推进器702分别与控制器201信号相连。在控制器201的控制下，伺服电机701可以驱动推进器702转动，使其可以朝向不同方向产生推力，从而驱动母船体1移动。当母船体1与子船体9连接时，可以由子船体9的推进器驱动母船体1在水平方向移动，第一驱动机构7负责驱动母船体1向上或向下移动。
50.作为一种可选的实施方式，所述母船体1上还设置有太阳能电池板10，所述太阳能电池板10与第一电源204通过充电电路电连接，使得母船体1在执行通讯中转任务时，能够通过太阳能电池板10转换太阳能为电能为第一电源204充电，从而提高续航性能。
51.作为一种可选的实施方式，所述第一通讯设备202包括相互连接的第一通讯子模块和第二通讯子模块。所述第二通讯设备901包括相互连接的第三通讯子模块和第四通讯子模块。所述第一通讯子模块用于与第三方通讯设备、上位机和第三通讯子模块进行数据交互，所述第二通讯子模块用于与第四通讯子模块进行数据交互，所述第三通讯子模块用于与第三方通讯设备、上位机和第三通讯子模块进行数据交互。
52.当第三方通讯设备与陆地基站均处于第一通讯子模块的覆盖范围内时，第一通讯子模块直接连接第三方通讯设备和陆地基站，实现第三方通讯设备与上位机的数据交互。当第三方通讯设备与陆地基站不能同时处于第一通讯子模块的覆盖范围内时，母船体1释放子船体9，此时可以是由第三通讯子模块连接第三方通讯设备、第一通讯子模块连接陆地基站，也可以由第一通讯子模块连接第三方通讯设备、第三通讯子模块连接陆地基站，是再在母船体1和子船体9之间实现通讯以实现第三方通讯设备与上位机的数据交互。若子船体有多个，则可以是由母船体1与子船体9进行数据交互，由子船体9上的第二通讯设备分别连接第三方通讯设备或陆地基站。母船体1与子船体9进行数据交互时，若母船体1和子船体9之间的距离小于第二通讯子模块/第四通讯子模块的覆盖范围，则由第二通讯子模块连接第四通讯子模块实现母船体1与子船体9的数据通讯；若母船体1和子船体9之间的距离大于第二通讯子模块/第四通讯子模块的覆盖范围，则由第一通讯子模块和第三通讯子模块建立通讯链路来实现母船体1与子船体9的数据通讯。
53.示例性地，所述第一通讯子模块、第三通讯子模块可以采用卫星通讯模块或gprs、无线电等远程通讯模块。所述第二通讯子模块、第四通讯子模块可以采用通讯距离相对较短、但功耗更低的低功耗通讯模块。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。