海底节点充电授时设备及系统

技术领域

本发明涉及海底节点技术领域，特别涉及一种海底节点充电授时设备及系统。

背景技术

海底节点(Ocean Bottom Node，OBN)是一种位于海底，可以独立采集、记录地震信号的多分量地震仪，海底节点又称海底采集节点。海底节点不带传输电缆，不受复杂地形的限制，可投放至千米海底。

现有技术中，海底节点内部使用可充电的锂电池组进行供电，每次将海底节点从海底回收到船上后，通过船上多个单独的充电机柜对多个海底节点进行充电，通过船上多个时钟校准机柜对多个海底节点进行时钟校准，每个时钟校准机柜内部都包括一个用于输出PPS(Pulse Per Second，秒脉冲)信号的时钟源。

然而，时钟校准机柜因包括时钟源而体积较大，且充电机柜和时钟校准机柜内分别设置有对应的风冷散热器，两套风冷散热器占用较大空间，造成充电机柜和时钟校准机柜整体体积较大，会占用较大的船上空间。且现有的风冷散热器会导致盐雾侵入机柜内部，机柜会受到损害，在盐雾长时间侵蚀下，设备内部都会被全部腐化不能使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种海底节点充电授时设备，以解决现有技术中为海底节点充电和时钟校准的设备会占用较大的船上空间的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海底节点充电授时设备，所述海底节点充电授时设备的数量为多个，海底节点充电授时设备包括：壳体、充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块，所述壳体包括密闭的容置腔，所述充电控制模块、所述授时模块和所述脉冲分配模块均位于所述容置腔内，所述充电控制模块用于与多个海底节点电连接，所述授时模块用于接收全球定位系统GPS/北斗信号并根据所述GPS/北斗信号生成日时间TOD信号，所述授时模块用于与所述多个海底节点电连接；

所述脉冲分配模块用于接收秒脉冲PPS信号并对所述PPS信号进行分路，所述PPS信号由脉冲发生器发出，所述脉冲发生器与多个所述海底节点充电授时设备电连接，所述脉冲分配模块用于与所述多个海底节点电连接，并向所述多个海底节点提供分路后的PPS信号，以使所述多个海底节点根据所述分路后的PPS信号进行时钟校准。

可选的，所述GPS/北斗信号由GPS/北斗天线提供，所述GPS/北斗天线与多个所述海底节点充电授时设备电连接，所述授时模块用于对所述TOD信号进行处理，所述授时模块还用于将处理过的TOD信号传输至所述多个海底节点，以使所述多个海底节点根据所述处理过的TOD信号进行授时。

可选的，还包括充电控制板，所述壳体包括前壳和后板，所述前壳与所述后板之间可拆卸连接，所述容置腔由所述前壳和所述后板配合形成，所述充电控制模块设置在所述充电控制板上，所述充电控制板设置在所述后板上靠近所述前壳的一侧，所述后板的材质为铝合金，所述后板的表面经过喷砂氧化处理。

可选的，所述充电控制模块设置有多个信号输出端，所述多个信号输出端分别用于与所述多个海底节点通信连接，所述充电控制模块用于向所述多个海底节点发送节点信息监测指令，接收所述多个海底节点根据所述节点信息监测指令返回的节点信息，根据所述节点信息判断充电是否异常，若是，则生成第一异常信息，将所述第一异常信息发送至上位机，所述节点信息包括充电信息。

可选的，所述脉冲分配模块包括多路信号驱动器，所述多路信号驱动器设置有第一输入端和多个第一输出端，所述第一输入端用于接收所述PPS信号，所述多个第一输出端分别用于输出多个所述分路后的PPS信号，所述多个第一输出端分别用于与所述多个海底节点电连接，所述第一输出端用于将所述分路后的PPS信号发送至所述海底节点。

可选的，还包括交换机，所述交换机位于所述容置腔内，所述交换机设有多个第一端口，所述多个第一端口分别用于与所述多个海底节点通信连接，所述交换机还用于与所述上位机通信连接，所述交换机用于将所述多个海底节点采集的记录数据发送至所述上位机。

可选的，还包括指示灯控制模块，所述壳体上设置有多个充电指示灯和多个采集指示灯，所述指示灯控制模块与所述多个充电指示灯和所述多个采集指示灯电连接，用于控制所述多个充电指示灯和所述多个采集指示灯，所述充电指示灯用于指示所述海底节点的充电状态，所述采集指示灯用于指示所述海底节点的采集状态，所述指示灯控制模块与所述充电控制模块电连接，所述指示灯控制模块包括电源转换模块，所述电源转换模块与所述脉冲分配模块、所述授时模块和所述交换机电连接，用于为所述脉冲分配模块、所述授时模块和所述交换机供电。

可选的，还包括脉冲分配板、授时板和指示灯控制板，所述脉冲分配模块设置在所述脉冲分配板上，所述授时模块设置在所述授时板上，所述指示灯控制模块设置在所述指示灯控制板上，所述前壳为方形壳体，所述后板位于所述前壳的宽度方向一侧，所述交换机设置在所述前壳内沿所述前壳的长度方向一侧，所述脉冲分配板和所述授时板设置在所述前壳内沿所述前壳的长度方向另一侧，所述指示灯控制板设置在所述前壳内沿所述前壳的高度方向一侧。

可选的，还包括铲齿散热器，所述铲齿散热器设置在所述后板远离所述前壳的一侧，所述铲齿散热器靠近所述后板的一侧涂覆有导热硅脂。

相对于现有技术，本发明所述的海底节点充电授时设备具有以下优势：

本实施例中，一个壳体内既包括了充电控制模块又包括了授时模块和脉冲分配模块，无需为充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块设置对应的三个壳体，也无需对三个壳体设置三套散热器，减小了海底节点充电授时设备的体积，另脉冲发生器与多个海底节点充电授时设备电连接，即通过一个脉冲发生器即可实现为多个海底节点充电授时设备提供PPS信号，以供海底节点充电授时设备中的脉冲分配模块接收该PPS信号，无需为每一个节点充电设备内部配置一个脉冲发生器，避免了因包括脉冲发生器造成的体积较大，减小了节点充电和时钟校准设备的体积，则本实施例提供的海底节点充电授时设备占用的船上空间较小；另将充电控制模块和脉冲分配模块置于密闭的容置腔内，海上湿润空气或盐雾不会进入密闭的容置腔内部，则不会对充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块造成损害，因此，避免了海上湿润空气或盐雾对充电控制模块和脉冲分配模块造成的损害，有效保护了海底节点充电授时设备，提高了海底节点充电授时设备的使用寿命；且由于海上湿润空气或盐雾不会进入密闭的容置腔内部，则无需对内部的充电控制模块和脉冲分配模块进行特殊的防水或防盐雾处理，降低了成本。另本实施例提供的海底节点充电授时设备能够实现充电功能的同时还能实现授时功能和时钟校准功能，实现了充电功能、授时功能和时钟校准功能的一体化，便于对海底节点的充电、授时和时钟校准进行管理。

本发明的另一目的在于提出一种海底节点充电授时系统，以解决现有技术中为海底节点充电和时钟校准的设备会占用较大的船上空间的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海底节点充电授时系统，所述海底节点充电授时系统包括上位机、管理交换机和多个上述任一项所述的海底节点充电授时设备，所述上位机与所述管理交换机通信连接，所述管理交换机与多个所述海底节点充电授时设备通信连接。

所述海底节点充电授时系统与上述的海底节点充电授时设备相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备的结构示意图一；

图2为本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备的结构示意图二；

图3为本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备中各个部件的电连接示意图；

图4为本发明实施例提供的海底节点充电授时系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体，101、前壳，102，后板，2、充电控制板，3、指示灯控制板，4、整流器，5、脉冲分配板，6、授时板，7、交换机，8、节点外接插座，9、充电指示灯，10、采集指示灯，11、电源开关，12、电源插座，13、第一射频接口，14、第二射频接口，15、第三射频接口，16、第一网络插座，17、第二网络插座，200、上位机，300、管理交换机，400、脉冲发生器。

具体实施例

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着技术的发展，地球物理勘探向着宽频、宽方位、高密度、高精度方向发展。海底节点不带传输电缆，解除了复杂地形限制，可投放至千米海底，没有海上拖缆的噪音干扰，深海海底可以获得更高采集精度，同时投放密度也比海底电缆更密。现有技术中，海底节点内部使用可充电的锂电池组进行供电，每次将海底节点从海底回收到船上后，通过船上多个单独的充电机柜对多个海底节点进行充电，通过船上多个单独的时钟校准机柜对多个海底节点进行时钟校准。然而，现有的每个时钟校准机柜都包括一个时钟源，时钟校准机柜因包括时钟源而体积较大，且充电机柜和时钟校准机柜内分别设置有对应的风冷散热器，两套风冷散热器占用较大空间，造成充电机柜和时钟校准机柜整体体积较大，会占用较大的船上空间。

本申请为了解决上述问题，提出了一种海底节点充电授时设备及海底节点充电授时系统。

第一方面，即第一实施例，本发明的实施例涉及一种海底节点充电授时设备。参照图1至图3，图1示出了本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备的结构示意图一，图2示出了本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备的结构示意图二，图3示出了本发明第一实施例提供的海底节点充电授时设备中各个部件的电连接示意图。

本发明实施例提供了一种海底节点充电授时设备，海底节点充电授时设备的数量为多个，包括：壳体1、充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块，壳体包括密闭的容置腔，充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块均位于容置腔内，充电控制模块用于与多个海底节点电连接，授时模块用于接收全球定位系统GPS/北斗信号并根据GPS/北斗信号生成日时间TOD信号，授时模块用于与多个海底节点电连接；脉冲分配模块用于接收PPS信号并对PPS信号进行分路，PPS信号由脉冲发生器发出，脉冲发生器与多个海底节点充电授时设备电连接，脉冲分配模块用于与多个海底节点电连接，并向多个海底节点提供分路后的PPS信号，以使多个海底节点根据所述分路后的PPS信号进行时钟校准。

本实施例中，海底节点可以是位于深海的节点，即深海节点。海底节点具体指海底地震节点采集站。海底节点包括锂电池组，锂电池组具体选用四串三元锂电池组。PPS信号的作用为指示整秒的时刻，一个PPS信号的同步误差小于50ms。脉冲发生器位于多个海底节点充电授时设备外侧，即海底节点充电授时设备内部不包含脉冲发生器，脉冲发生器具体为秒脉冲信号发生器。当然，在其它实施方式中，PPS信号也可以由外部的一台高精度时钟源提供。多个海底节点充电授时设备还与上位机通信连接，海底节点能根据分路后的PPS信号和上位机发出的时钟校准指令进行时钟校准。

可选的，充电控制模块用于向多个海底节点供电，海底节点充电授时设备还包括充电控制板2，充电控制模块设置在充电控制板2上，充电控制板2可选用PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)。外壳1包括前壳101和后板102，充电控制板2设置在后板102上靠近前壳101的一侧。充电控制模块包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片、多个充电控制芯片和多个散热芯片，MCU芯片与多个充电控制芯片电连接并用于监测多个充电控制芯片的供电信息，供电信息包括供电电压和供电电流，多个充电控制芯片相互独立互不干扰，充电控制芯片的数量与通过充电控制模块供电的海底节点的数量相同，一个充电控制芯片对应一个海底节点，一个充电控制芯片对应多个散热芯片，散热芯片设置在充电控制板2上靠近后板102的一侧，散热芯片与后板102相接触。散热芯片被配置为得电后，将部分或全部降温，形成温度相较于得电前更低的冷端，如基于帕尔贴效应的半导体芯片。散热芯片与后板102相接触，有利于海底节点充电授时设备的散热。

本实施例中对于通过充电控制模块充电的多个海底节点的数量并不限定，例如，参照图2，一个海底节点充电授时设备用于连接八个海底节点，充电控制模块则最多为八个海底节点供电，充电控制芯片的数量总共为八个，若一个充电控制芯片对应三个散热芯片，则散热芯片的数量总共为二十四个。

海底节点充电授时设备还包括整流器4，前壳101上设置有电源插座12和电源开关11，前壳101还上设置有多个节点外接插座8。参照图2，如节点外接插座8的数量为八个，节点外接插座8用于通过16芯电缆与海底节点相连，节点外接插座8的插座材质为不锈钢。电源插座12用于外接220V电源，电源插座12选用国产3芯航空插头，可满足220V/20A的交流电输入。电源开关11选用防盐雾开关，具体选用220V/10A带灯16mm防盐雾开关，内部连线串联在电源插座12的火线上。打开开关后，内置LED灯亮起提示已开电。电源插座12与整流器4电连接，整流器4与充电控制板2电连接。整流器4用于将220V电压交流电转换为24V直流电，整流器4用于输出24V直流电，整流器4选用功率为2500W，自然冷却，工作温度-30℃至+70℃。

整流器4安装在后板102上靠近前壳101的一侧，整流器4通过导热硅脂与后板102耦合，提高散热效率。充电控制模块用于接收整流器4传输的24V直流电，并将整流器4传输的24V直流电分为多路后分别与多个充电控制芯片电连接，多个充电控制芯片分别与多个节点外接插座8电连接，多个充电控制芯片与多个节点外接插座8一一对应，充电控制芯片用于将24V直流电传输至节点外接插座8上，节点外接插座8用于根据其接收的24V直流电为海底节点充电。充电控制模块中的充电控制芯片为海底节点供电时的供电电压为16.8V，最大供电电流8A，最小供电电流为1A，理论最大功耗为1350W。

本实施例中，一个壳体内既包括了充电控制模块又包括了授时模块和脉冲分配模块，无需为充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块设置对应的三个壳体，也无需对三个壳体设置三套散热器，减小了海底节点充电授时设备的体积，另脉冲发生器与多个海底节点充电授时设备电连接，即通过一个脉冲发生器即可实现为多个海底节点充电授时设备提供PPS信号，以供海底节点充电授时设备中的脉冲分配模块接收该PPS信号，无需为每一个节点充电设备内部配置一个脉冲发生器，避免了因包括脉冲发生器造成的体积较大，减小了节点充电和时钟校准设备的体积，则本实施例提供的海底节点充电授时设备占用的船上空间较小；另将充电控制模块和脉冲分配模块置于密闭的容置腔内，海上湿润空气或盐雾不会进入密闭的容置腔内部，则不会对充电控制模块、授时模块和脉冲分配模块造成损害，因此，避免了海上湿润空气或盐雾对充电控制模块和脉冲分配模块造成的损害，有效保护了海底节点充电授时设备，提高了海底节点充电授时设备的使用寿命；且由于海上湿润空气或盐雾不会进入密闭的容置腔内部，则无需对内部的充电控制模块和脉冲分配模块进行特殊的防水或防盐雾处理，降低了成本。另本实施例提供的海底节点充电授时设备能够实现充电功能的同时还能实现授时功能和时钟校准功能，实现了充电功能、授时功能和时钟校准功能的一体化，便于对海底节点的充电、授时和时钟校准进行管理。

可以理解地，上述示例仅是为了更好地理解本发明实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本发明实施例的唯一限制。

具体的，GPS/北斗信号由GPS/北斗天线提供，GPS/北斗天线与多个海底节点充电授时设备电连接，授时模块用于对TOD信号进行处理，授时模块还用于将处理过的TOD信号传输至多个海底节点，以使多个海底节点根据处理过的TOD信号进行授时。

本实施例中，授时模块包括TOD信号生成单元，所述TOD信号生成单元用于接收GPS/北斗信号并根据GPS/北斗信号生成TOD信号。海底节点能根据接收的处理过的TOD信号和上位机发出的授时指令进行授时。海底节点充电授时设备还包括射频连接器，射频连接器选用射频N系列插座，在传输信号的同时具有防盐雾功能。射频连接器包括第三射频接口15，第三射频接口15设置在前壳上，第三射频接口15用于接收GPS/北斗信号，第三射频接口15与授时模块中的TOD信号生成单元电连接，具体的，第三射频接口15通过射频线与授时模块连接。第三射频接口15用于将其接收的GPS/北斗信号传输至授时模块，第三射频接口15接收的GPS/北斗信号是由GPS/北斗天线提供的，GPS/北斗天线位于多个海底节点充电授时设备外侧,GPS/北斗天线与多个海底节点充电授时设备电连接，GPS/北斗天线为多个海底节点充电授时设备提供GPS/北斗信号。

授时模块中的TOD信号生成单元接收的GPS/北斗信号是由第三射频接口15提供的，TOD信号生成单元用于根据第三射频接口15提供的GPS/北斗信号生成TOD信号。授时模块还包括分路单元和多个232转换单元，分路单元与多个232转换单元电连接，分路单元用于将TOD信号分为多路，并将多路TOD信号分别传输至多个232转换单元，232转换单元用于将TOD信号转换为TOD-232信号并输出TOD-232信号。多个232转换单元分别与多个节点外接插座8相连，232转换单元的数量与节点外接插座8的数量相同，TOD信号分为多路的数量与节点外接插座8的数量相同。即授时模块的输出为RS232，RS232为高电平+15V到低电-15V。能够提高抗干扰能力和信号传输距离，信号传输具体可提高为15米。

本实施例中通过外侧的GPS/北斗天线输出的GPS/北斗信号和授时模块即可实现TOD信号的生成，无需通过时钟源输出TOD信号，相较于现有的授时机柜因包括时钟源造成的体积较大，减小了体积。

具体的，本实施例提供的海底节点充电授时设备还包括充电控制板2，壳体1包括前壳101和后板102，前壳101与后板102之间可拆卸连接，容置腔由前壳101和后板102配合形成，充电控制模块设置在充电控制板2上，充电控制板2设置在后板上靠近前壳的一侧，后板102的材质为铝合金，后板的表面经过喷砂氧化处理。

本实施例中，前壳101上设置有多个安装支架，安装支架用于安装固定海底节点充电授时设备。前壳101为方形壳体，前壳101为朝向后板102一侧开口的壳体结构，前壳101具有长度方向、宽度方向和高度方向。前壳101包括前板和设置在前板上的四个侧板，前壳101为前板和四个侧板组成的壳体结构，前板与后板102对应，四个侧板位于前板和后板之间，后板102位于前壳101的宽度方向一侧，后板102位于远离前板的一侧。电源插座12、电源开关11和多个节点外接插座8都设置在前板上。

前壳101与后板102之间通过螺丝连接，前壳101与后板102的连接处设有密封圈，通过密封圈的设置能进一步提高容置腔的密封效果。前壳101的材质为不锈钢钣金，选用不锈钢钣金材质可避免海上盐雾的侵蚀。充电控制板2直接设置在后板102上，后板102采用铝合金，有效的提高了散热效果；后板102再通过喷砂氧化处理，提高了防盐雾侵蚀的效果。

具体的，充电控制模块设置有多个信号输出端，多个信号输出端分别用于与多个海底节点通信连接，充电控制模块用于向多个海底节点发送节点信息监测指令，接收多个海底节点根据节点信息监测指令返回的节点信息，根据节点信息判断充电是否异常，若是，则生成第一异常信息，将第一异常信息发送至上位机，节点信息包括充电信息。

充电控制模块还与上位机通信连接，充电控制模块与上位机的通信使用ModbusTCP协议。多个信号输出端与充电控制模块中的MCU芯片电连接，即通过充电控制模块中的MCU芯片实现与多个海底节点的通信。多个信号输出端分别与多个节点外接插座8电连接，充电控制模块通过多个信号输出端和多个节点外接插座8实现与多个海底节点的通信连接。充电控制模块与海底节点的通信使用Modbus 485协议，通过Modbus 485协议，即使在海底节点关机或网络断开连接时，也能够实现海底节点与海底节点充电授时设备的通信需求。在接收多个海底节点根据节点信息监测指令返回的节点信息之后，在根据节点信息判断充电是否异常之前，充电控制模块还用于将多个海底节点返回的节点信息发送至上位机，以使上位机对多个海底节点进行监测。

节点信息监测指令用于指示海底节点持续获取节点信息。海底节点根据节点信息监测指令持续获取节点信息，并将获取的节点信息返回至充电控制模块。节点信息包括充电信息、温度信息和地址信息，充电信息包括充电电流和充电电压，温度信息包括充电温度，地址信息包括海底节点的MAC(Media Access Control，媒体介质访问控制)地址。根据节点信息判断充电是否异常，包括：判断充电电流是否超过第一阈值，和/或，判断充电电压是否超过第二阈值。则即在充电电流超过第一阈值，和/或，充电电压超过第二阈值时会生成第一异常信息，并将第一异常信息发送至上位机。根据节点信息判断充电是否异常，还可以包括：判断充电温度是否超过第三阈值。

本实施例中，充电控制模块用于与海底节点通信连接，能够监测海底节点对应的节点信息，并及时将第一异常信息发送至上位机，则上位机能够及时根据第一异常信息对充电异常的海底节点进行处理，保证了海底节点充电的正常进行，避免了海底节点充电时因异常情况得不到及时处理而造成的海底节点损坏。

此外，节点外接插座8具有唯一的序号标识，充电控制模块还用于根据海底节点返回的MAC地址，建立海底节点的MAC地址与节点外接插座8的序号标识的对应关系表。根据该对应关系表可以得知海底节点具体与哪个节点外接插座8对应，实现对海底节点的定位。充电控制模块包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器与MCU芯片电连接。充电控制模块还用于接收湿度传感器输出的湿度值，在湿度值大于预设的第四阈值时生成第二异常信息，并将第二异常信息发送至上位机。即本实施例中能够对湿度值进行实时监测，并在湿度值较高时，生成第二异常信息并发送至上位机，以便上位机能够对出现异常的海底节点充电授时设备进行检查，能够保证海底节点充电授时设备的正常运行。

充电控制板2通过充电控制线缆与节点外接插座8相连，充电控制线缆包括两芯充电线缆和两芯485线缆，充电控制板2通过充电线缆和节点外接插座8能够实现对海底节点的供电，充电控制板2通过两芯485线缆和节点外接插座8能够实现与海底节点的通信。充电控制板2通过网络实现与上位机的通信交互。

具体的，脉冲分配模块包括多路信号驱动器，多路信号驱动器设置有第一输入端和多个第一输出端，第一输入端用于接收PPS信号，多个第一输出端分别用于输出多个分路后的PPS信号，多个第一输出端分别用于与多个海底节点电连接，第一输出端用于将分路后的PPS信号发送至所述海底节点。

多路信号驱动器用于对接收的PPS信号进行分路，生成多路分路后的PPS信号，并通过多个第一输出端输出该多个分路后的PPS信号。射频连接器还包括第一射频接口13和第二射频接口14，第一射频接口13和第二射频接口14设置在前壳101上，第一射频接口13用于接收PPS信号，第一射频接口13和第二射频接口14选用射频N系列插座，在传输信号的同时有防盐雾功能。多路信号驱动器还设置有第二输出端，即多路信号驱动器接收的PPS信号被分路至第二输出端和多个第一输出端，第二输出端用于输出分路后的PPS信号，第二输出端与第二射频接口14电连接，第二射频接口14用于输出从脉冲分配模块接收的分路后的PPS信号。海底节点充电授时设备包括多个，脉冲发生器与多个海底节点充电授时设备连接的方式可以为并行连接，也可以为串行连接。在串行连接时，多个海底节点充电授时设备中的脉冲分配模块串行连接，也即多个海底节点充电授时设备串行连接，脉冲发生器将其发出的PPS信号传输至多个海底节点充电授时设备中的其中一个海底节点充电授时设备上的第一射频接口13，该海底节点充电授时设备上的第二射频接口14与另一个海底节点充电授时设备上的第一射频接口13电连接，另一个海底节点充电授时设备上的第二射频接口14与再一个海底节点充电授时设备上的第一射频接口13电连接，直至连接到最后一个海底节点充电授时设备。

本实施例中，通过脉冲分配模块中的多路信号驱动器能够将接收到的一路PPS信号无损地分为多路PPS信号，避免了PPS信号在信号分路时产生的衰减。

具体的，本实施例提供的海底节点充电授时设备还包括交换机7，交换机7位于容置腔内，交换机7设有多个第一端口，多个第一端口分别用于与多个海底节点通信连接，交换机7还用于与上位机通信连接，交换机用于将多个海底节点采集的记录数据发送至上位机。

本实施例中，交换机7用于传输数据和定位节点位置，交换机7的工作环境温度为-40°至+85°，交换机7为12V供电，交换机7为2光端口12电端口类型的交换机。交换机7设有两个第二端口，前壳102上设有第一网络插座16和第二网络插座17，第一网络插座16与两个第二端口中的其中一个第二端口通信连接，第二网络插座17与两个第二端口中的另一个第二端口通信连接。第一网络插座16和第二网络插座17都内置有O型密封圈，具备防盐雾防泼溅的功能。交换机7还设有一个第三端口，第三端口与充电控制模块中的MCU芯片电连接，充电控制模块设置在充电控制板2上，则是充电控制板2通过网络实现与交换机7的连接。

交换机7通过管理交换机与上位机通信连接，上位机与管理交换机通信连接，管理交换机与多个海底节点充电授时设备内的交换机7通信连接，管理交换机与多个交换机7连接的方式可以为并行连接，也可以为串行连接。串行连接时，多个海底节点充电授时设备内的交换机7串行连接，即多个海底节点充电授时设备串行连接，管理交换机与多个海底节点充电授时设备中的其中一个海底节点充电授时设备上的第一网络插座16通信连接，该海底节点充电授时设备上的第二网络插座17与另一个海底节点充电授时设备上的第一网络插座16通信连接，该另一个海底节点充电授时设备上的第二网络插座17与再一个海底节点充电授时设备上的第一网络插座16通信连接，直至最后一个海底节点充电授时设备，最后一个海底节点充电授时设备与管理交换机通信连接。

交换机7上的第一端口对应有唯一第一端口号，交换机7用于接收上位机发送的地址获取指令，将该地址获取指令发送至海底节点，接收海底节点根据地址获取指令返回的MAC地址，根据MAC地址建立海底节点的MAC地址与第一端口号的对应关系表。根据该对应关系表可以查出海底节点具体与哪个第一端口对应，实现对海底节点的定位。

交换机7还用于接收上位机发送的记录数据获取指令，将记录数据获取指令发送至海底节点，接收海底节点根据记录数据获取指令返回的记录数据。其中，记录数据为海底节点进入采集状态后在海底采集的数据。

本实施例中，通过交换机7可实现将海底节点采集的记录数据发送至上位机，即实现数据回收与下载功能，则本实施例提供的海底节点充电授时设备实现了充电功能、授时功能、时钟校准功能和数据回收与下载功能的一体化，集成度高。且本实施例提供的海底节点充电授时设备在为海底节点供电的同时能够实现与海底节点的通信，并在供电的同时能进行数据下载与回收、授时和时钟校准，提高了工作效率。

具体的，本实施例提供的海底节点充电授时设备还包括指示灯控制模块，壳体1上设置有多个充电指示灯9和多个采集指示灯10，指示灯控制模块与多个充电指示灯9和多个采集指示灯10电连接，用于控制多个充电指示灯9和多个采集指示灯10，充电指示灯9用于指示海底节点的充电状态，采集指示灯10用于指示海底节点的采集状态，指示灯控制模块与充电控制模块电连接，指示灯控制模块包括电源转换模块，电源转换模块与脉冲分配模块、授时模块和交换机7电连接，用于为脉冲分配模块、授时模块和交换机7供电。

本实施例中，电源转换模块与电源插座12电连接，电源转换模块用于接收电源插座12传输的220V交流电，电源转换模块用于将220V交流电转换为12V直流电，电源转换模块还用于将其转换的12V直流电传输至脉冲分配模块、授时模块和交换机7，以为脉冲分配模块、授时模块和交换机7供电。电源转换模块独立于充电控制模块实现供电，通过电源转换模块为脉冲分配模块、授时模块和交换机7供电，能够降低充电控制模块对脉冲分配模块、授时模块和交换机7造成的信号干扰。

充电指示灯9和采集指示灯10都选用红绿双色共阳极12mm防盐雾指示灯，进一步的提高了防盐雾效果。充电指示灯9的数量与节点外接插座8的数量相同，采集指示灯10的数量与节点外接插座8的数量相同，充电指示灯9与海底节点充电授时设备连接的多个海底节点一一对应，在海底节点处于充电状态时充电指示灯9的颜色为红色，在海底节点充电完成后，充电指示灯9的颜色为绿色。海底节点的采集状态指海底节点处于采集记录数据的状态，海底节点只有在处于采集状态时才能被布设至海底，采集指示灯10与海底节点充电授时设备连接的多个海底节点一一对应，在海底节点处于采集状态时采集指示灯10的颜色为绿色。在海底节点处于数据上传状态时，即将记录数据通过海底节点充电授时设备发送至上位机时，采集指示灯10的颜色为红色。

本实施例中，通过充电指示灯9和采集指示灯10分别指示海底节点的充电状态和采集状态，便于监测海底节点的状态；同时指示灯控制模块还具备为脉冲分配模块、授时模块和交换机供电的功能。

具体的，本实施例提供的海底节点充电授时设备还包括脉冲分配板5、授时板6和指示灯控制板3，脉冲分配模块设置在脉冲分配板5上，授时模块设置在授时板6上，指示灯控制模块设置在指示灯控制板5上，前壳101为方形壳体，后板102位于前壳的宽度方向一侧，交换机7设置在前壳101内沿前壳101的长度方向一侧，脉冲分配班5和授时板6设置在前壳101内沿前壳的长度方向另一侧，指示灯控制板3设置在前壳101内沿前壳101的高度方向一侧。

本实施例中，脉冲分配板5、授时板6和指示灯控制板3都选用PCB板，具备集成性高和高密度化的特点，进一步减小了海底节点充电授时设备的体积。指示灯控制板3上设置有IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)接口，指示灯控制板3通过IIC接口与充电控制板2相连，充电控制板2通过IIC接口对充电指示灯9和采集指示灯10进行控制。

本实施例中，通过将交换机7、指示灯控制板3、脉冲分配器板5、授时板6的安装方位与充电控制板2的安装方位分离，避免了因为大功率充电造成信号干扰和温度传导，同时能便于走线，及更好的减少各频率信号的相互串扰。

具体的，本实施例提供的海底节点充电授时设备还包括铲齿散热器，铲齿散热器设置在后板102远离前壳101的一侧，铲齿散热器靠近后板102的一侧涂覆有导热硅脂。铲齿散热器位于容置腔外侧。本实施例中，通过铲齿散热器和导热硅脂能进一步的提高海底节点充电授时设备的散热效果。

本实施例提供的海底节点充电授时设备其上的所有外部插座和指示灯都选用防盐雾类型，所有外部插座与壳体1之间都设置有密封圈密封，以提高海底节点充电授时设备的防护等级，本实施例提供的海底节点充电授时设备防护等级为IP65。本实施例提供的海底节点充电授时设备能够适应海上恶劣的盐雾侵蚀环境，通过壳体1能够密封保护内部各个部件不受盐雾腐蚀，因为整体密封，内部的整流器4与充电控制板2的散热方式选用自然冷却，通过后板102的铝合金材质和加装铲齿散热器提高热量传导，即提高散热效果。且因为充电控制板2、指示灯控制板3、整流器4、脉冲分配器板5、授时板6和交换机7都位于密闭的容置腔内，海上湿润的空气或盐雾不会进入密闭的容置腔内部，则不会对充电控制板2、指示灯控制板3、整流器4、脉冲分配器板5、授时板6和交换机7造成损害。

可以理解地，上述示例仅是为了更好地理解本发明实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本发明实施例的唯一限制。

第二方面，本发明提供了一种海底节点充电授时系统，该海底节点充电授时系统包括多个以上第一方面中任一种的海底节点充电授时设备。参照图4，图4示出了本发明实施例提供的海底节点充电授时系统的结构示意图，海底节点充电授时系统还包括上位机200、管理交换机300、脉冲发生器400和GPS/北斗天线500，上位机200与管理交换机300通信连接，管理交换机300与多个海底节点充电授时设备通信连接，脉冲发生器400与多个海底节点充电授时设备电连接，GPS/北斗天线500与多个海底节点充电授时设备电连接。

因海底节点充电授时系统包括上述海底节点充电授时设备，因此也具备上述海底节点充电授时设备的有益效果。本发明实施例提供的海底节点充电授时系统包括上述任一的实施例中海底节点充电授时设备的各个结构，及上述任一的实施例中的海底节点充电授时设备与上位机200、管理交换机300和脉冲发生器400的连接结构，为避免重复，这里不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。