深海通信网络节点设备和深海通信网络系统技术方案

本申请涉及一种深海通信网络节点设备和深海通信网络系统，通过接收换能器接收水声信号，并将水声信号转换为第一电信号，水密舱体按照预设方式对第一电信号进行处理，形成第二电信号，发送换能器接收第二电信号并将第二电信号转换为水声信号进行发送，通过接收换能器、水密舱体和发送换能器完成完全的深海中水声通信。由于节点设备设置在深海，避免了节点设备暴露在水平线附近容易损坏；信号传输在深海中进行，不容易被截获，提高了安全性；深海中噪音小，干扰小，对通信信道的通信质量和速率影响较小，误码率低、通信速率快。

Deep-sea Communication Network Node Equipment and Deep-sea Communication Network System

This application relates to a deep-sea communication network node equipment and a deep-sea communication network system, which receives underwater acoustic signals through receiving transducers and converts the underwater acoustic signals into first electrical signals. The watertight cabin processes the first electrical signals in a preset manner to form a second electrical signal, transmits the transducer to receive the second electrical signals and converts the second electrical signals into underwater acoustic signals for transmission. Complete underwater acoustic communication in deep sea is accomplished by receiving transducer, watertight cabin and transmitting transducer. Because the node equipment is located in the deep sea, it avoids the damage of the node equipment exposed near the horizontal line; the signal transmission is carried out in the deep sea, which is not easy to be intercepted and improves the security; the deep sea has small noise and interference, which has little impact on the communication quality and rate of the communication channel, low bit error rate and fast communication rate.

【技术实现步骤摘要】
深海通信网络节点设备和深海通信网络系统
本申请涉及通信
，尤其涉及一种深海通信网络节点设备和深海通信网络系统。
技术介绍
随着海洋开发活动的日益增多以及军事上的实际需要，人类对水下通信的需求大为增加，水下通信技术越来越受到世界各国的重视。相关技术中，水下通信采用的通信方法都是水下节点设备通过水面浮标与陆上无线通信网络相连，来实现水下远距离通信。该种通信方法一方面需要通过水面浮标和陆上无线通信网络来实现，导致通信设备和通信内容的安全性大大降低；另一方面由于浅海和海面各种噪声和干扰较大，对通信信道的通信质量和速率影响较大，导致误码率较高、通信速率较低。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种深海通信网络系统。本申请的方案如下：根据本申请实施例的第一方面，提供一种深海通信网络节点设备，包括：接收换能器、水密舱体和发送换能器；所述接收换能器，用于接收水声信号，并将所述水声信号转换为第一电信号；所述水密舱体，用于接收所述第一电信号，并按照预设方式对所述第一电信号进行处理，形成第二电信号；所述发送换能器，用于接收所述第二电信号，将所述第二电信号转换为水声信号，并发送所述转换完毕的水声信号。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，在深海通信网络中，若包含两个或两个以上所述深海通信网络节点设备，则任意两个所述深海通信网络节点设备之间通过自组网协议实现通信连接。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述自组网协议为自适应的动态自组网协议。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述水密舱体包括：故障诊断电路，用于对所述水密舱体内的电路进行故障诊断。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述深海通信网络节点设备还包括：水密接插件，用于扩展通信接口。所述通信接口用于接入维修设备对所述深海通信网络节点设备进行维修。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述通信接口为CAN通信接口或RS232通信接口。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述深海通信网络节点设备由温差电池提供电源。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述水密舱体外设有防护栏。优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述水密舱体的材料采用高强度铝基复合材料，表面采用阳极氧化处理技术并涂有纳米银涂层。根据本申请的第二方面，提供一种深海通信网络系统，包括两个或两个以上如以上任一项所述的深海通信网络节点设备。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供的方案中，深海通信网络节点设备，通过接收换能器接收水声信号，并将水声信号转换为第一电信号，水密舱体按照预设方式对第一电信号进行处理，形成第二电信号，发送换能器接收第二电信号并将第二电信号转换为水声信号进行发送，通过接收换能器、水密舱体和发送换能器完成完全的深海中水声通信。由于节点设备设置在深海，避免了节点设备暴露在水平线附近容易损坏；信号传输在深海中进行，不容易被截获，提高了安全性；深海中噪音小，干扰小，对通信信道的通信质量和速率影响较小，误码率低、通信速率快。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种深海通信网络节点设备的结构图；图2是根据另一示例性实施例示出的一种深海通信网络节点设备的结构图；图3是根据又一示例性实施例示出的一种深海通信网络节点设备的结构图；图4是根据一示例性实施例示出的一种深海通信网络系统的结构图。附图标记：发送换能器-1，水密舱体-2；接收换能器-3；故障诊断电路-4；存储器-5；水密接插件-6；温差电池-7；防护栏-8。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的深海通信网络节点设备和深海通信网络系统的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种深海通信网络节点设备的结构图，参照图1，一种深海通信网络节点设备，包括：接收换能器3、水密舱体2和发送换能器1；接收换能器3，用于接收水声信号，并将水声信号转换为第一电信号；水密舱体2，用于接收第一电信号，并按照预设方式对第一电信号进行处理，形成第二电信号；发送换能器1，用于接收第二电信号，将第二电信号转换为水声信号，并发送转换完毕的水声信号。换能器，是指电能和声能相互转换的器件。将电能转换成声能的称为发送换能器1；将声能转换成电能的是接收换能器3。发送和接收换能器3通常是分开使用的。水下通信一般来说非常困难，利用发送换能器1将电信号转换为声信号，声信号通过水这一介质，将信息传递到接收换能器3，这时声信号又转换为电信号，完成水声通信，水声通信是一项在水下收发信息的技术，是当前海洋军事中最重要和关键的技术。接收换能器3，接收的水声信号可以来自上一深海通信网络节点设备，也可以来自信号发射端。发送换能器1，向下一深海通信网络节点设备或者信号接收端发送转换完毕的水声信号。各深海通信网络节点设备之间可以通过正交频分复用技术(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)进行通信，OFDM技术是多载波传输方案的实现方式之一，它的调制和解调是分别基于快速傅里叶变换和快速傅里叶反变换来实现的，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案，由于采用OFDM通信技术，工作频率9-15kHz，数据传输速度快，可达1.5kbps；抗干扰能力强，最大通信距离可达5km。水密舱体2处理第一电信号的预设方式为：水密舱体2内具有数字信号处理器，相应的，接收换能器3通过模数转换电路连接数字信号处理器，发送换能器1通过数模转换电路连接数字信号处理器。数字信号处理器通过OFDM算法对第一电信号进行解调处理。水密舱体2内还具有微处理器；微处理器连接数字信号处理器，用于对第一电信号进行进一步处理。网络传输协议一般分物理层，数据链路层，网络层和应用层。数字信号处理器对第一电信号进行物理层和数据链路层方面的处理，微处理器用于对第一电信号进行网络层和应用层方面的处理。优选地，接收换能器3通过信号调理电路连接数字信号处理器。信号调理模块电路将接收换能器3接收的第一电信号信号进行滤波、放大、偏移量调整后输出给模数转换电路。优选地，发送换能器1通过信号放大电路连接数字信号处理器，信号放大电路将数字信号处理器处理完毕的信号的功率进行放大，这样信号较强，传输中不容易失真。本申请提供的方案中，深海通信网络节点设备，通过接收换能器3接收水声信号，并将水声信号转换为第一电信号，水密舱体2按照预设方式对第一电信号进行处理，形成第二电信号，发送换能器1接收第二电信号并将第二电信号转换为水声信号进行发送，通过接收换能器3、水密舱体2和发送换能器1完成完全的深海中水声通信。由于节点设备设置在深海，避免了节点设备暴露在水平线附近容易损坏；信号传输在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海通信网络节点设备，其特征在于，包括：接收换能器、水密舱体和发送换能器；所述接收换能器，用于接收水声信号，并将所述水声信号转换为第一电信号；所述水密舱体，用于接收所述第一电信号，并按照预设方式对所述第一电信号进行处理，形成第二电信号；所述发送换能器，用于接收所述第二电信号，将所述第二电信号转换为水声信号，并发送所述转换完毕的水声信号。

【技术特征摘要】
1.一种深海通信网络节点设备，其特征在于，包括：接收换能器、水密舱体和发送换能器；所述接收换能器，用于接收水声信号，并将所述水声信号转换为第一电信号；所述水密舱体，用于接收所述第一电信号，并按照预设方式对所述第一电信号进行处理，形成第二电信号；所述发送换能器，用于接收所述第二电信号，将所述第二电信号转换为水声信号，并发送所述转换完毕的水声信号。2.根据权利要求1所述的深海通信网络节点设备，其特征在于，在深海通信网络中，若包含两个或两个以上所述深海通信网络节点设备，则任意两个所述深海通信网络节点设备之间通过自组网协议实现通信连接。3.根据权利要求2所述的深海通信网络节点设备，其特征在于，所述自组网协议为自适应的动态自组网协议。4.根据权利要求1-3任一项所述的深海通信网络节点设备，其特征在于，所述水密舱体包括：故障诊断电路，用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金波，魏廷库，
申请(专利权)人：黑龙江工商学院，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23