一种航标灯信息接收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信息接收领域，具体涉及一种航标灯信息接收装置，用于接收含有水文信息的高频率光信号。
【背景技术】
[0002]航标灯是一种安装在某些航标上用于保证船舶在夜间安全航行的交通灯。航标灯的根本目的就是向过往的船舶传递水文信息，目前，航标灯传递信息的方法有两种，一种是在夜间发射光源，这种方法不会产生信号干扰，但是传递的信息量较少，只能向周围发出航行路线的地理信息，不能向船舶提供所需的大量水文信息；另一种是将采集到水文信息利用无线射频信号向周围发布，这种方法传递的信息量大，但是对于无线信号覆盖不到的地方，船舶获取相关信息有一定的困难，而且信号在传递过程中容易受到干扰。
[0003]采用传感器收集水文信息，水文信息经编码模块和调制模块处理后转换成时序信号，时序信号经功放模块放大后控制发光元件按一定时序闪烁从而向周围船舶传递水文信息的方法有效克服了上述两种方法的不足，不仅传递的信息量大，而且抗干扰强，但是该方法传递的是含有水文信息的高频率光信号，在现有的航标灯信息接收装置中，高频率光信号既不能通过无线射频信号接收装置识别，也不能直接通过肉眼观察识别(频率高于肉眼识别频率)，因此设计和开发出一种用于接受高频率光信号的水文信息的航标灯信息接收装置很有必要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种航标灯信息接收装置，该装置用于接收含有水文信息的高频率光信号。
[0005]本发明的技术方案是:
一种航标灯信息接收装置，包括观望镜、棱镜和光电传感器，棱镜设在观望镜的主通道上，光信号进入主通道经过棱镜时，一部分直接穿过一部分发生折射，观望镜上设有折射光通道，光电传感器设在折射光通道上，光电传感器接收折射光后产生光变化信号，光变化信号经过放大和解算后得到水文信息。
[0006]作为本发明的进一步改进，对应观望镜还设置有自动对准机构，所述的自动对准机构包括反光镜、四象限光电探测器、控制器、电机和云台，反光镜设在观望镜的主通道上，观望镜上设有反射光通道，四象限光电探测器设在反射光通道上，控制器用于接收四象限光电探测器的反馈信号并控制电机运动，电机用于带动云台运动，观望镜固定在云台上。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述的控制器为PLC控制器。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述反光镜可以手动旋转，当需要自动对准时，旋转反光镜，入射光被反光镜反射到四象限光电探测器上。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的棱镜为直角三棱镜，所述直角三棱镜的两个直角面分别正对观望镜的主通道和折射光通道。
[0010]本发明的有益效果是:
I)光电传感器接收折射光后产生光变化信号，光变化信号经过功放和解算后得到水文信息，本发明完成了以高频率光信号为水文信息传递信号的接收。
[0011]2)自动对准机构通过四象限光电探测器得到偏移信号，控制器根据偏移信号控制电机带动观望镜对准航标灯。这种对准方式实现了对准的自动化和精确化，使得操作人员不必长期盯着观望镜进行人工对准，降低了工作强度。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的信号流程图。
[0013]图2是本发明中人为对准航标灯的操作示意图。
[0014]图3为本发明中四象限光电探测器接收光信号的示意图。
[0015]图4是本发明的自动对准机构的工作原理图。
[0016]图中:1_航标灯；2_折射光通道；3_光电传感器；4_反光镜；5_反射光通道；6-四象限光电探测器；7_电机；8-云台；9-棱镜；10_观望镜。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0018]如图2所示，一种航标灯信息接收装置，包括观望镜、棱镜和光电传感器，棱镜设在观望镜的主通道上，光信号进入主通道经过棱镜时，一部分直接穿过一部分发生折射，观望镜上设有折射光通道，光电传感器设在折射光通道上，如图1所示，光电传感器接收折射光后产生光变化信号，光变化信号经过功放(通过功放模块)和解算(按照一定协议，该协议事先确定)后得到水文?目息。
[0019]在本实施例中，所述的棱镜为直角三棱镜，所述直角三棱镜的两个直角面分别正对观望镜的主通道和折射光通道；所述的光电传感器为光敏二极管。
[0020]由于船舶总是在航行，所以需要人工操作，通过观望镜的观察点不断调整对准对准航标灯才能获取航标灯的信息，由于靠船员跟踪航标灯是非常累的工作，为了解决这一问题，本发明在航标灯信息接收装置上加设了自动对准机构，如图2、3所示，在本实施例中，所述的自动对准机构包括可旋转的反光镜、四象限光电探测器、控制器、电机和云台，在本实施例中，控制器采用PLC控制器(并不限于此控制器，也可以是运动控制卡)，电机包括X电机和Y电机，X电机和Y电机在PLC控制器控制下两轴联动，反光镜设在观望镜的主通道上(位于棱镜之后)，观望镜上设有反射光通道，四象限光电探测器设在反射光通道上，PLC控制器用于接收四象限光电探测器的信号并控制电机运动，电机用于(通过传动机构)带动云台运动，观望镜固定在云台上(X电机和Y电机分别控制云台的左右旋转和上下摆动，保证观望镜有足够的自由度可以对准航标灯)，如图4所示。
[0021]其操作过程为:如图2所示，首先旋转反光镜，使反光镜与观望镜平行设置，此时，光信号通过三棱镜后直接进入人的视线，当船员扑捉到航标灯之后，将反光镜转动45度，如图3所示，入射光被反光镜反射到四象限光电探测器上，使得航标灯的光信号经过反光镜的反射后可以照到四象限光电探测器上，四象限光电探测器接收反射光后产生偏移量信号，偏移量信号经处理(依次经过放大、模数转换和偏移量计算)后输入PLC控制器，PLC控制器向X电机和Y电机发送控制指令，电机接收指令后带动云台运动，经过调整后，云台上的观望镜对准航标灯，确保航标灯信息接收装置不断接受数字航标灯的传输的信号。自动对准机构实现了对准的自动化和精确化，缓解了操作人员的工作强度。
[0022]在本发明中，四象限光电探测器和PLC控制器均为现有技术，其中，四象限光电探测器由同一芯片上的4个光敏二极管(4个光敏二极管的性能参数基本相同，一致性较好，它们之间有十字沟槽间隔)组成，4个光敏二极管相当于直角坐标系中的4个象限，每个象限的光敏二极管有自己的输出，当照射在4个象限光敏二极管上的光斑图像位于十字形划线的中心时，代表4个象限的光敏二极管各自的输出相等，经过运算放大器对信号处理后，输出为零，当光斑产生相对于十字形划线的任何位移时，都会使4个象限光敏二极管的输出随之变化，运算放大器的输出也随之产生相对位移方向上的正负变化，从而可以确定物体在二维方向上的位移。
[0023]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种航标灯信息接收装置，其特征在于:包括观望镜、棱镜和光电传感器，棱镜设在观望镜的主通道上，光信号进入主通道经过棱镜时，一部分直接穿过一部分发生折射，观望镜上设有折射光通道，光电传感器设在折射光通道上，光电传感器接收折射光后产生光变化信号，光变化信号经过放大和解算后得到水文信息。
2.如权利要求1所述的一种航标灯信息接收装置，其特征在于:对应观望镜还设置有自动对准机构，所述的自动对准机构包括反光镜、四象限光电探测器、控制器、电机和云台，反光镜设在观望镜的主通道上，观望镜上设有反射光通道，四象限光电探测器设在反射光通道上，控制器用于接收四象限光电探测器的反馈信号并控制电机运动，电机用于带动云台运动，观望镜固定在云台上。
3.如权利要求2所述的一种航标灯信息接收装置，其特征在于:所述的控制器为PLC控制器。
4.如权利要求2所述的一种航标灯信息接收装置，其特征在于:所述反光镜可以手动旋转，当需要自动对准时，旋转反光镜，入射光被反光镜反射到四象限光电探测器上。
5.如权利要求1所述的一种航标灯信息接收装置，其特征在于:所述的棱镜为直角三棱镜，所述直角三棱镜的两个直角面分别正对观望镜的主通道和折射光通道。
【专利摘要】本发明涉及一种航标灯信息接收装置，包括观望镜、棱镜和光电传感器，棱镜设在观望镜的主通道上，光信号进入主通道经过棱镜时，一部分直接穿过一部分发生折射，观望镜上设有折射光通道，光电传感器设在折射光通道上，光电传感器接收折射光后产生光变化信号，光变化信号经过放大和解算后得到水文信息。本发明实现了航标灯发布的含有水文信息的高频率光信号的接收。
【IPC分类】H04B1-06
【公开号】CN104767538
【申请号】CN201510172917
【发明人】吕植勇, 鲁盈利, 陈振康, 罗鹏举, 刘昌伟, 阮志邦, 陶玮凡, 何荣, 聂闯, 张琴兰
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月14日