一种海洋浮标及其智能续航控制方法与流程

本发明属于海洋浮标设备，具体地说，是涉及一种海洋浮标及其智能续航控制方法。

背景技术：

1、海洋浮标通过内部搭载的蓄电池为整个系统提供电能，受浮标的结构尺寸和重量等限制，蓄电池的体积和容量有限。当蓄电池电能不足时，浮标将无法正常开展工作。为提高浮标的工作时长，浮标通常利用太阳能和波浪能等为蓄电池电量进行补充，这在一定程度上延长了浮标的续航时间。但太阳能会受限于光照强度，无法在夜晚、阴雨天等光照条件不足时提供持续稳定的电能补充，波浪能也会受到风浪等环境条件的制约，无法产生持续稳定的电能。

2、为了进一步提升浮标系统的续航时长，现有技术一般采用如下两种方法：

3、方法一：通过人工干预，定期更换浮标内部的蓄电池。

4、方法二：通过远程指令来管理浮标内部载荷。例如，在蓄电池电量不足时，通过发送远程指令关闭部分载荷设备，降低浮标系统的运行功率；利用太阳能和波浪能等为蓄电池电量进行补充后，通过远程指令恢复之前关闭的载荷设备。

5、现有技术存在如下三处缺点：

6、缺点一：海洋浮标大都远离陆地，通过人工干预来定期更换蓄电池，会花费较大的人力物力。同时，人工作业的窗口时间也受到环境条件的严格制约。

7、缺点二：通过发送远程指令来控制浮标内部载荷时，远程通信可能会受环境因素的干扰，无法正常控制载荷设备。

8、缺点三：为保障远程指令的收发通信，浮标系统需要保持内部远程通信模块的电源一直开启，增加了低功耗运行期间的额外功耗输出。

9、本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提出了一种海洋浮标，以解决现有海洋浮标续航能力差的技术问题。

2、为实现上述发明/设计目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

3、一种海洋浮标，包括位于浮标上的蓄电装置和发电装置，其特征在于，所述浮标还包括：

4、蓄电装置监测模块，用于监测所述蓄电装置的剩余电量；

5、发电量估算模块，用于估算所述发电装置在特定时间的预计发电量；

6、浮标耗电量估算模块，用于估算所述浮标在特定时间的耗电量；

7、浮标续航能力估算模块，用于估算所述浮标的续航能力e=（蓄电池的剩余电量+发电装置在特定时间的预计发电量-浮标在特定时间的耗电量）/蓄电池的电池容量；

8、控制模块，用于判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；

9、在所述浮标的续航能力e超出正常阈值时，控制所述浮标保持运行状态并在第一研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；

10、在所述浮标的续航能力e在正常阈值和警戒阈值之间时，控制所述浮标保持运行状态并在第二研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；其中，第二研判周期时间小于第一研判周期；

11、在所述浮标的续航能力e低于警戒阈值时，控制所述浮标进入空闲状态。

12、如上所述的海洋浮标，所述发电装置包括若干发电装置，根据光照强度、风浪信息和温度信息确定每个发电装置的权重系数，发电装置的预计发电量为∑（每个发电装置的发电量*发电装置对应的权重系数）。

13、如上所述的海洋浮标，所述控制模块用于在浮标进入空闲状态时确定所述空闲状态的持续时间，在到达空闲状态的持续时长后退出所述空闲状态。

14、如上所述的海洋浮标，所述控制模块根据所述发电装置的预计发电量确定所述空闲状态的持续时间。

15、如上所述的海洋浮标，在所述发电装置的预计发电量超过设定阈值时退出所述空闲状态。

16、一种基于上述的海洋浮标的智能续航控制方法，所述智能续航控制方法为：

17、监测所述蓄电装置的剩余电量；

18、估算所述发电装置在特定时间的预计发电量；

19、估算所述浮标在特定时间的耗电量；

20、估算所述浮标的续航能力e=（蓄电池的剩余电量+发电装置在特定时间的预计发电量-浮标在特定时间的耗电量）/蓄电池的电池容量；

21、判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；

22、在所述浮标的续航能力e超出正常阈值时，控制所述浮标保持运行状态并在第一研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；

23、在所述浮标的续航能力e在正常阈值和警戒阈值之间时，控制所述浮标保持运行状态并在第二研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；其中，第二研判周期时间小于第一研判周期；

24、在所述浮标的续航能力e低于警戒阈值时，控制所述浮标进入空闲状态。

25、如上所述的海洋浮标的智能续航控制方法，根据光照强度和风浪信息确定每个发电装置的权重系数，发电装置的预计发电量为∑（每个发电装置的发电量*发电装置对应的权重系数）。

26、如上所述的海洋浮标的智能续航控制方法，在浮标进入空闲状态时确定所述空闲状态的持续时间，在到达空闲状态的持续时长后退出所述空闲状态。

27、如上所述的海洋浮标的智能续航控制方法，根据所述发电装置的预计发电量确定所述空闲状态的持续时间。

28、如上所述的海洋浮标的智能续航控制方法，在所述发电装置的预计发电量超过设定阈值时退出所述空闲状态。

29、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

30、本发明海洋浮标包括位于浮标上的蓄电装置、发电装置、蓄电装置监测模块、发电量估算模块、浮标耗电量估算模块、浮标续航能力估算模块和控制模块，蓄电池监测模块用于监测蓄电装置的剩余电量；发电量估算模块用于估算发电装置在特定时间的预计发电量；浮标耗电量估算模块用于估算浮标在特定时间的耗电量；浮标续航能力估算模块用于估算浮标的续航能力e=（蓄电池的剩余电量+发电装置在特定时间的预计发电量-浮标在特定时间的耗电量）/蓄电池的电池容量；控制模块用于判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系，在浮标的续航能力e超出正常阈值时，控制浮标保持运行状态并在第一研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；在浮标的续航能力e在正常阈值和警戒阈值之间时，控制浮标保持运行状态并在第二研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；其中，第二研判周期时间小于第一研判周期；在浮标的续航能力e低于警戒阈值时，控制浮标进入空闲状态。海洋浮标能够实现对浮标内部能源的续航决策的自动控制，通过内置预测模型估算系统的能量损耗，根据估算结果实时调整浮标状态，保障系统的长续航工作。

31、本发明海洋浮标的智能续航控制方法为：监测所述蓄电装置的剩余电量；估算发电装置在特定时间的预计发电量；估算浮标在特定时间的耗电量；估算浮标的续航能力e=（蓄电池的剩余电量+发电装置在特定时间的预计发电量-浮标在特定时间的耗电量）/蓄电池的电池容量；判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；在浮标的续航能力e超出正常阈值时，控制浮标保持运行状态并在第一研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；在浮标的续航能力e在正常阈值和警戒阈值之间时，控制浮标保持运行状态并在第二研判周期后继续判断浮标的续航能力e与正常阈值和警戒阈值的关系；其中，第二研判周期时间小于第一研判周期；在浮标的续航能力e低于警戒阈值时，控制浮标进入空闲状态。海洋浮标的智能续航控制方法能够实现对浮标内部能源的续航决策的自动控制，通过内置预测模型估算系统的能量损耗，根据估算结果实时调整浮标状态，保障系统的长续航工作。

32、结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。