目前建立的觀測網絡多采用恒壓供電方式，利用海水作為回路進行電能的傳輸，將岸基設置為陽極，海水和水下接駁盒設置為陰極，利用光纜中的銅導線將數千伏的高壓電能傳輸到水下各個接駁盒，再利用接駁盒中的DC/DC模塊將高壓直流電能轉換為可供各種傳感設備使用的低壓直流電能。

1 系統總體結構

在目前的觀測網絡系統中，全部采用的是直流輸電系統。直流輸電系統相對于交流供電系統主要有線路造價低、調節速度快等優點。在直流輸電系統中又分為恒壓供電和恒流供電兩種方式。對于觀測網絡，部分系統采用恒壓供電，但其供電系統復雜，設置有大量的控制裝置和復雜龐大的電源變控系統，并且存在故障隔離難度大、不適合遠距離供電、變換器復雜等缺點，沒有得到廣泛的應用。相對于恒壓供電方式，恒流供電具有故障自動隔離、安全可靠、供電距離遠、可帶負載多、轉換電路簡單、需高壓轉換電路等優點，因此，本課題采用串聯恒流供電方式。

觀測網絡遠程電力監控系統主要用于實現對直流電能傳輸過程的實時在線電力監控，系統總體結構如圖1所示。基站遠程電力監控中心實現對觀測網絡接駁盒監控節點和觀測傳感器的集中監測和控制，是系統的總控制中心。接駁盒監控節點是系統的水下分控制中心，也是整個監控系統實現的關鍵裝置。接駁盒監控節點負責采集所連接的各個傳感器的工作電壓、電流及節點內部的工作溫度，并把這些原始采集數據通過光以太網傳送至基站遠程電力監控中心。接駁盒監控節點還能夠接收基站監控中心下發的各種控制指令，并通過節點內部的單片機微控制器控制機械繼電器的開關，從而實現對各個觀測傳感器的遠程遙控供電控制。

2 水下接駁盒監控節點設計

2.1 接駁盒節點硬件結構

圖2所示為接駁盒電能分配節點的硬件結構框圖。系統采用兩個控制模塊進行電能的控制，采用三級控制策略對各種傳感設備、供電模塊進行通、斷控制。第一級別是岸基工作人員通過基站監控中心向接駁盒內部ADAM4060進行控制命令的下達，ADAM4060控制模塊實現相應的操作，完成對傳感設備和供電模塊的控制。第二級別是C8051F020主控模塊自主完成對傳感設備的控制，沒有人工的參與，首先在前期的C8051F020軟件設計中，設定相應采集電壓的閾值，在主控模塊工作中通過模擬外設ADC0進行各種傳感模塊電壓的采集，如果采集到的電壓不在閾值范圍之內則觸發P1口控制繼電器工作，進行斷開命令，防止電壓過大使設備損壞，同時向岸基發送相應的控制信息。第三級別主要由供電模塊自身硬件電路完成。

2.2 接駁盒節點電量測量模塊

觀測網絡電源模塊提供的電壓是標準的5 V、12 V、24 V，即整個監控系統的輸出電壓范圍為5 V~12 V，可以利用電量隔離傳感器進行電壓的隔離和變換，取得與被測電壓成正比的0~5 V信號電壓，經過A/D轉換由采集模塊接收，然后通過傳輸模塊傳送給監控中心。觀測網絡電能管理系統中，采用直流供電技術進行對接駁盒內部各種設備的供電。為了實現采集信號和低壓數據采集系統的完全隔離，提高系統的抗干擾能力和可靠性，系統采用WBV121G07電壓隔離傳感器進行供電設備直流電壓的檢測，該電壓隔離傳感器采用線性光電隔離原理，對電壓信號進行實時測量，經隔離轉換成跟蹤輸入信號的、有一定隔離能力的標準跟蹤電壓（VG）輸出。如果要改變傳感器設備供電電壓測量范圍，可以在電量隔離傳感器的某一輸入端串入分壓電阻，電壓測量通過分壓電阻可以在不更換傳感器的情況下改變測量范圍。

2.3 接駁盒節點遠程控制