大海、陽光、沙灘…和潛艇
在一個晴朗的夏日，在佛羅里達東南海岸之外，海洋探險者號滑離她的泊船所向北駛?cè)?。作為一種新型潛艇，它靜靜地潛入水下，開始執(zhí)行海岸搜索和檢查任務(wù)。該任務(wù)的目的是測試船上的儀器，以及準備在某一天她的獨一無二的能力可被用于接近敵人的海岸去追蹤軍事目標。
當“全水環(huán)境（All Wet）”作為設(shè)計準則時
Stanley Dunn博士，佛羅里達大西洋大學高等海洋系統(tǒng)實驗室（它與南佛羅里達大學共同開發(fā)海洋探險者）主任，他闡述了AUV設(shè)計中的“三個C”：能力，成本的有效性，可靠性。該船不僅是以最經(jīng)濟的方式支持最先進的技術(shù)，它的功能還必須是完全確定的：在困難的環(huán)境里的可靠、可生存、及可維護性。
除了它自身的監(jiān)測控制，推動力，航行和水面支持系統(tǒng)，該AUV必須也容納大量的傳感器和執(zhí)行器：多信道光纖光譜儀、激光澄清器、剪切探測儀、電磁速度傳感器。光與聲粒子計數(shù)器、高級光譜成像儀、射線探測儀、線性調(diào)頻脈沖聲納、底部穿透聲納、加速器、擴頻聲學調(diào)制解調(diào)器和聲納組。這些被選擇的儀器以無數(shù)種組合測試各種各樣的任務(wù)，而這些任務(wù)也是設(shè)計這個AUV的目的。
傳統(tǒng)的AUV設(shè)計是專用（船用的）和加載（任務(wù)用的）子系統(tǒng)共享一個空間；這種設(shè)計要求定作安裝和重新安排各組成部分，才能重新配置該船。一般的電子和控制系統(tǒng)也是集中式的，每個傳感器和執(zhí)行器使用單獨的導(dǎo)線；對于不同的任務(wù)這就意味著昂貴、困難、易出錯的重布線、及重編程。
可重配置的空間、可互操作的組件
海洋探險者號以兩個設(shè)計上的創(chuàng)新戰(zhàn)勝了這些困難。首先是其結(jié)構(gòu)原則，將大多數(shù)船只專用設(shè)備放在尾部，使船的前部空出來用作加載（設(shè)備使用），因而，不必對船作大的改動。其次是該AUV技術(shù)主任Samuel Smith博士所說的智能式、分布控制系統(tǒng)（IDCS）。在這個AUV上，以單一的、標準化的網(wǎng)絡(luò)電纜在船上傳送電力（12、24、及48V）和通信服務(wù)（1.25Mbits/s)；“智能”傳感器和執(zhí)行器通過共用連接器接入網(wǎng)絡(luò)，傳感器級的智能降低了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量，減少了編程和重新布線的工作量。
找尋一個現(xiàn)成的、為其可替換器件提供互操作支持的方案使Smith教授選擇了LonWorks技術(shù)，“我們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求一個與媒介無關(guān)的、可靠的、安全的、并支持幾千個節(jié)點的協(xié)議。并且，每個節(jié)點的成本要低。IDCS網(wǎng)絡(luò)使每個子系統(tǒng)、船隊中的每艘船、所有支持系統(tǒng)的連接成為可能。”
因此，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括一個Neuron 芯片—由三個微處理器、程序存儲器、大量實現(xiàn)其特殊任務(wù)的通信和I/O設(shè)備控制電路。例如，在船用器件中的24個節(jié)點中，舵伺服馬達控制節(jié)點提供了閉環(huán)PID控制這種主要的監(jiān)測控制功能。另一個是升降控制節(jié)點，它監(jiān)測各種活動和情況以決定是否需要技術(shù)人員加以干涉（接管控制權(quán)，升上海面或通過減少有效重量使?jié)撏Мa(chǎn)生正向浮動）。每個節(jié)點，在系統(tǒng)中既獨立又協(xié)作地操作，促成了船舶的總體自主性，并使“即插即用”重配置性嵌入了基于LonWorks的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用LonWorks技術(shù)的兩代潛艇
于1995年首航的海洋探險者號，不是第一個基于LonWorks技術(shù)的AUV。她的前輩，海洋航行者號在一年以前就證實了控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性（以其缺乏結(jié)構(gòu)原則而區(qū)別于新的潛艇）。正當海洋探險者號對佛羅里達海岸線繼續(xù)探索之時，Smith 博士以最具說服力的方式闡明了他對LonWorks技術(shù)的感受：他已在另兩艘姊妹潛艇上努力工作著—使用LonWorks技術(shù)。
船上的智能電池
“智能設(shè)備”大大增強了AUV的模塊性和可靠性。船上八個這樣的“智能電池組”，用單獨或共同操作的能力支持系統(tǒng)能源。一般為5安培小時@48伏特，每個圓柱形的壓力密封容器包含42個鎳鎘電池，由一個Neuron芯片控制。該容器提供20個12位A/D通道，用于監(jiān)測電池電壓、電流、溫度、泄漏、濕度；所有的信息作為標準網(wǎng)絡(luò)變量在系統(tǒng)范圍內(nèi)都是可用的。
節(jié)點也提供了反向電壓和電流保護、壞電池檢測、電池充電器（使日常操作得以進行）。作為 一個幾乎為空的電池組它通知另一個電池組啟動（一個已損壞的電池組剝奪了自己的權(quán)利）。所有容器以循環(huán)的方式完全放電和充電，避開了電池的記憶特性。通過增加加載（任務(wù)用）段的電池組可以很容易地增加容量。
無論用于戰(zhàn)爭狀態(tài)或有益的海洋探險任務(wù)，該潛艇提供了一個值得注意的，與其它遠洋輪船不同的特性：她不運載任何旅客和船員。海洋探險者號是一個自動水下船只(AUV),兩米長、兩百公斤重的新奇的高技術(shù)裝置、超過36
