一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，属于水文通信的技术领域。包括流速仪、天线等部件。铅鱼上的水面开关检测铅鱼是否进入水中并且决定流速仪的工作状态；流速仪采集单点水流速度；铅鱼上的触底开关检查铅鱼是否到达底部；信号桶固定内装在铅鱼重心位置，信号桶内部的电路把采集到的铅鱼入水信息、流速数据、铅鱼到达底部的信息封装成数据包，存储在信号桶内部的电路中；然后通过信号桶内部的LoRa电路模块、射频线和天线连接将数据发送到上位机；本实用新型专利技术用于水文铅鱼测流的通信中，利用LoRa无线双工通信的方法传输数据，上位机对收到的数据进行计算和分析就能得到实时的水流流速数据。

【技术实现步骤摘要】
一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置
本技术涉及一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，属于水文通信的

技术介绍
水下通信方法是水文通信技术的重要分支之一，是进行水下监测、水下开发和开展水下军事斗争的重要组成部分。为了更好的防汛减灾、争夺水资源和增强水下作战能力，水下通信技术已经越来越被重视。水下通信可以分为水下有线通信和水下无线通信两种类型。水下有线通信可以通过铺设水下光缆、水下电缆的手段实现。水下有线通信虽然有抗干扰能力强、传送稳定、辐射小等优点，但是它需要依靠导线才能进行信号之间的交换，这样就会导致有线通信存在体积大、成本高、可扩展性差和不容易维护等缺点。近年来水下无线通信技术发展非常迅速，种类繁多，但都有各自的缺陷和限制。比如，陆地上使用非常广泛的电磁波在水中衰减很大，因此很难用于水下通信；水下光通信无法解决移动物体的通信问题且安装困难；双音频通信只能实现近距离的单向传输；声呐通信技术传输速度慢、损耗大、接收装置安装难度大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，用于解决传统水下通信体积大、成本高、传输效率低、可扩展性差等缺点。本技术采用的技术方案是：一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，包括水面开关1、流速仪2、触底开关3、信号桶4、射频线5、天线6、上位机7，铅鱼、浮球；水面开关1输出端与信号桶4内部电路的输入端相连、水面开关1的输出端与流速仪2的输入端相连、流速仪2的输出端与信号桶4内部电路的输入端相连、触底开关3的输出端与信号桶4内部电路的输入端相连，信号桶4内部的通信电路与射频线5的信号输入端相连，射频线5的信号输出端与天线6相连，天线6和上位机7通信，水面开关1、流速仪2、触底开关3、信号桶4均安装在铅鱼上，浮球套在连接铅鱼的垂直钢丝绳上，天线6防水安装在浮球内部，信号桶4内部通信电路包括CPU、存储器，LoRa通信模块，存储器、LoRa通信模块均与CPU连接，信号桶4依次通过射频线5、天线6与上位机7实现无线双工通信。所述的水面开关1安装在铅鱼的上表面，触底开关3安装在铅鱼的下表面，流速仪2安装在铅鱼的前端。所述信号桶4固定内装在铅鱼重心位置上，内置电池，配合信号桶内的降、升压电路提供3.3V、12V等电源供系统使用。所述的浮球套在连接铅鱼的垂直钢丝绳上，始终浮在水面上，浮球可使用PVC浮球或者不锈钢浮球。所述的射频线5放在水中，一端连接信号桶4内部的LoRa通信模块，另一端连接天线6，信号桶4的端盖上设有空心螺栓，空心螺栓有密封圈槽和配套的密封螺母，射频线5穿过空心螺栓中心通孔，然后用防水胶灌封。所述的天线6与射频线5接好后，接头处用防水密封带以半搭形式进行缠绕。所述信号桶4采用亚克力材料的有机玻璃桶。本技术的有益效果是：1、本技术装置内置锂电池，可以工作于复杂的野外环境；2、本技术通过LoRa通信电路将传感器采集的数据传输到上位机，操作方便、安全可靠；3、水质不会影响本技术的通信效果；4、本技术功耗较低，成本低，体积小，安装方便，可靠性强，可扩展性高。附图说明图1是本技术电路硬件框图；图2是本技术整体流程图。图中各标号为：1-水面开关2-流速仪，3-触底开关，4-信号桶，5-射频线，6-天线，7-上位机。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1、2所示，一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，包括水面开关1、流速仪2、触底开关3、信号桶4、射频线5、天线6、上位机7，铅鱼、浮球；水面开关1的输出端与信号桶4内部电路的输入端相连、水面开关1的输出端与流速仪2的输入端相连、流速仪2的输出端与信号桶4内部电路的输入端相连、触底开关3的输出端与信号桶4内部电路的输入端相连，信号桶4内部的通信电路与射频线5的信号输入端相连，射频线5的信号输出端与天线6相连，天线6和上位机7通信，水面开关1、流速仪2、触底开关3、信号桶4均安装在铅鱼上，浮球套在连接铅鱼的垂直钢丝绳上，天线6防水安装在浮球内部，信号桶4内部通信电路包括CPU、存储器，LoRa通信模块，存储器、LoRa通信模块均与CPU连接，信号桶4依次通过射频线5、天线6与上位机7实现无线双工通信。进一步地，所述的水面开关1安装在铅鱼的上表面，触底开关3安装在铅鱼的下表面，流速仪2安装在铅鱼的前端，信号桶4固定内装在铅鱼重心位置上，内置电池，所述的信号桶4内置的电池为3.6V锂电池，电池配合信号桶内的降、升压电路提供3.3V、12V等电源供系统使用，可以工作于复杂的野外环境。进一步地，所述的浮球可使用PVC泡沫浮球，浮球套在垂直的钢丝绳上，能始终浮在水面上。进一步地，所述的射频线5放在水中，一端连接信号桶4内部的LoRa通信模块，另一端连接天线6，信号桶4的端盖上设有空心螺栓，空心螺栓有密封圈槽和配套的密封螺母，射频线5穿过空心螺栓中心通孔，然后用防水胶灌封，通过这种方式把射频线5从信号桶引出来，同时还不会影响信号桶的防水性能，射频线5还必须做规范正确的防水密封处理。进一步地，所述的天线6与射频线5接好后，接头处用防水密封带以半搭形式进行缠绕。所述天线6与LoRa通信模块的天线接口匹配，LoRa通信模块传出来的是电磁波，在水里衰减很快，传输距离很短，所以要把LoRa通信模块传出来的电磁波通过射频线传到浮球上的天线，射频线是防水的，能解决LoRa传出的电磁波在水中衰减的问题，天线6必须与LoRa通信模块的天线接口匹配，实现数据传输功能。进一步地，所述信号桶4采用亚克力材料的有机玻璃桶，不仅轻便耐用，而且能工作在30米左右的水下。所述的铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置的通讯方法，包括如下步骤：Step1、铅鱼进入水中后，水面开关1闭合，唤醒信号桶4的内部电路，同时，流速仪2开始工作，采集流速数据，当铅鱼触底时，触底开关3闭合，铅鱼停止向下运动，以避免铅鱼触底损坏；Step2、水面开关1、流速仪2、触底开关3分别将采集到的铅鱼的入水信息、流速数据、铅鱼是否到达底部的信息发给信号桶4内部电路，信号桶4内部电路再将接收到的信息封装成数据包，最后存储在信号桶4内部的存储器电路中；Step3、射频线5一端连接信号桶4内部的LoRa通信模块，另一端连接天线6，共同构成一个通信系统，通信系统将设定时间内采集到的流速数据实时发送至上位机7存储；Step4、上位机7接收到天线6发送来的数据包后，可以实时显示铅鱼的入水信息、铅鱼是否到达底部的信息，并通过分析、计算显示实时的水流流速数据。本技术的工作原理是：本技术首先确定铅鱼是否进入水中，铅鱼入水后，铅鱼的水面开关1闭合，唤醒信号桶4内部电路，同时，流速仪2进入工作状态开始采集流速数据；信号桶4内部的电路把采集到的铅鱼入水信息、流速数据、铅鱼到达底部的信息封装成数据包，存储在信号桶4内部的电路中；然后通过信号桶4内部的LoRa电路、射频线5和天线6连接将数据发送到上位机7；上位机7接收到发送的数据后，实时显示铅鱼的入水信息、铅鱼是否到达底部的信息，并通过分析、计算显示实时的水流流速数据。上面结合附图对本技术的具体实施过程作了详细说明，但是本技术并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，其特征在于：包括水面开关（1）、流速仪（2）、触底开关（3）、信号桶（4）、射频线（5）、天线（6）、上位机（7），铅鱼、浮球；水面开关（1）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连、水面开关（1）输出端与流速仪（2）输入端相连、流速仪（2）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连、触底开关（3）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连，信号桶（4）内部的通信电路与射频线（5）的信号输入端相连，射频线（5）信号输出端与天线（6）相连，天线（6）和上位机（7）通信，水面开关（1）、流速仪（2）、触底开关（3）、信号桶（4）均安装在铅鱼上，浮球套在连接铅鱼的垂直钢丝绳上，天线（6）防水安装在浮球内部，信号桶（4）内部电路包括CPU、存储器，LoRa通信模块，存储器、LoRa通信模块均与CPU连接，信号桶（4）依次通过射频线（5）、天线（6）与上位机（7）实现无线双工通信。

【技术特征摘要】
1.一种铅鱼测流的水下信号采集无线通信装置，其特征在于：包括水面开关（1）、流速仪（2）、触底开关（3）、信号桶（4）、射频线（5）、天线（6）、上位机（7），铅鱼、浮球；水面开关（1）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连、水面开关（1）输出端与流速仪（2）输入端相连、流速仪（2）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连、触底开关（3）输出端与信号桶（4）内部电路的输入端相连，信号桶（4）内部的通信电路与射频线（5）的信号输入端相连，射频线（5）信号输出端与天线（6）相连，天线（6）和上位机（7）通信，水面开关（1）、流速仪（2）、触底开关（3）、信号桶（4）均安装在铅鱼上，浮球套在连接铅鱼的垂直钢丝绳上，天线（6）防水安装在浮球内部，信号桶（4）内部电路包括CPU、存储器，LoRa通信模块，存储器、LoRa通信模块均与CPU连接，信号桶（4）依次通过射频线（5）、天线（6）与上位机（7）实现无线双工通信。2.根据权利要求1所述的铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，张永华，杨晓洪，张果，车国霖，欧阳鑫，王海云，王辉华，李善超，刘旭晗，李小彤，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53