近年来，随着科技的不断进步，水下观测平台已经成为新的研究热点。为了实现对远离岸基的水下各种信息连续不断地监测，必须利用海底光缆将岸基电能源源不断地送到接驳盒和观测传感器中，使各种远程接驳盒内部设备能够连续不间断地运行。因此观测网络电能管理系统将成为整个网络的核心组成部分。
目前建立的观测网络多采用恒压供电方式，利用海水作为回路进行电能的传输，将岸基设置为阳极，海水和水下接驳盒设置为阴极，利用光缆中的铜导线将数千伏的高压电能传输到水下各个接驳盒，再利用接驳盒中的DC/DC模块将高压直流电能转换为可供各种传感设备使用的低压直流电能。
1 系统总体结构
在目前的观测网络系统中，全部采用的是直流输电系统。直流输电系统相对于交流供电系统主要有线路造价低、调节速度快等优点。在直流输电系统中又分为恒压供电和恒流供电两种方式。对于观测网络，部分系统采用恒压供电，但其供电系统复杂，设置有大量的控制装置和复杂庞大的电源变控系统，并且存在故障隔离难度大、不适合远距离供电、变换器复杂等缺点，没有得到广泛的应用。相对于恒压供电方式，恒流供电具有故障自动隔离、安全可靠、供电距离远、可带负载多、转换电路简单、需高压转换电路等优点，因此，本课题采用串联恒流供电方式。
观测网络远程电力监控系统主要用于实现对直流电能传输过程的实时在线电力监控，系统总体结构如图1所示。基站远程电力监控中心实现对观测网络接驳盒监控节点和观测传感器的集中监测和控制，是系统的总控制中心。接驳盒监控节点是系统的水下分控制中心，也是整个监控系统实现的关键装置。接驳盒监控节点负责采集所连接的各个传感器的工作电压、电流及节点内部的工作温度，并把这些原始采集数据通过光以太网传送至基站远程电力监控中心。接驳盒监控节点还能够接收基站监控中心下发的各种控制指令，并通过节点内部的单片机微控制器控制机械继电器的开关，从而实现对各个观测传感器的远程遥控供电控制。
2 水下接驳盒监控节点设计
2.1 接驳盒节点硬件结构
图2所示为接驳盒电能分配节点的硬件结构框图。系统采用两个控制模块进行电能的控制，采用三级控制策略对各种传感设备、供电模块进行通、断控制。第一级别是岸基工作人员通过基站监控中心向接驳盒内部ADAM4060进行控制命令的下达，ADAM4060控制模块实现相应的操作，完成对传感设备和供电模块的控制。第二级别是C8051F020主控模块自主完成对传感设备的控制，没有人工的参与，首先在前期的C8051F020软件设计中，设定相应采集电压的阈值，在主控模块工作中通过模拟外设ADC0进行各种传感模块电压的采集，如果采集到的电压不在阈值范围之内则触发P1口控制继电器工作，进行断开命令，防止电压过大使设备损坏，同时向岸基发送相应的控制信息。第三级别主要由供电模块自身硬件电路完成。
2.2 接驳盒节点电量测量模块
观测网络电源模块提供的电压是标准的5 V、12 V、24 V，即整个监控系统的输出电压范围为5 V~12 V，可以利用电量隔离传感器进行电压的隔离和变换，取得与被测电压成正比的0~5 V信号电压，经过A/D转换由采集模块接收，然后通过传输模块传送给监控中心。观测网络电能管理系统中，采用直流供电技术进行对接驳盒内部各种设备的供电。为了实现采集信号和低压数据采集系统的完全隔离，提高系统的抗干扰能力和可靠性，系统采用WBV121G07电压隔离传感器进行供电设备直流电压的检测，该电压隔离传感器采用线性光电隔离原理，对电压信号进行实时测量，经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定隔离能力的标准跟踪电压（VG）输出。如果要改变传感器设备供电电压测量范围，可以在电量隔离传感器的某一输入端串入分压电阻，电压测量通过分压电阻可以在不更换传感器的情况下改变测量范围。
2.3 接驳盒节点远程控制
