一种水下声纳探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水下声纳探测系统，一个或多个超声波传感器模块通过多路传感器模块接口与数据处理模块连接，超声波传感器模块用于发射和/或接收超声波信号，并将接收到的反射波信号处理后通过多路传感器模块接口发送给数据处理模块，数据处理模块用于对接收到的信号数据进行计算处理并上传给用户终端或服务器。当数据处理模块连接一个超声波传感器模块时，系统用于水下目标测距。当数据处理模块连接多个超声波传感器模块时，系统用于水下目标定位。本发明专利技术通过将超声波传感器进行模块化设计并采用统一接口，根据实际需要将一个或多个超声波传感器模块自由组合来实现对水下目标的测距或定位，操作简单，具有很好的灵活性，适合广泛推广应用。

An Underwater Sonar Detection System

【技术实现步骤摘要】
一种水下声纳探测系统
本专利技术属于水下探测
，具体涉及一种水下声纳探测系统。
技术介绍
水下声纳设备是进行水下监测使用的主要技术，用于对水下目标进行测距、定位或跟踪等，其按工作方式主要分为主动声纳系统和被动声纳系统。主动声纳系统指声纳系统主动发射声波照射目标，而后接收水中目标反射的回波以测定目标参数。被动声呐系统指声呐系统被动接收水中目标产生的辐射噪声或水声设备发射的信号，以测定目标的方位。现有技术中，多采用主动声纳系统进行水下目标定位，也有一部分采用被动声纳系统进行水下目标定位。而目前采用的主动声纳探测系统使用门槛较高且没有统一规格，并且用途比较单一，使得这一技术的应用范围比较局限，如果使用者需要解决不同的问题(如对水下目标同时进行测距和定位)，可能需要使用不同的探测系统来完成任务，这显然提高了作业成本和控制难度，如果能够将一些组成器件做成模块化的器件并制定统一的接口，并根据需要自由组合，以实现不同的功能，可以使该技术得到更广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种水下声纳探测系统，通过将超声波传感器、数据处理等器件做成模块化器件并制定统一接口，并且根据不同的探测需求进行自由组合来实现不同的水下探测任务。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种水下声纳探测系统，所述系统包括：一个或多个可插拔的超声波传感器模块、阵列式多路传感器模块接口以及数据处理模块；所述超声波传感器模块可插拔的连接于所述阵列式多路传感器模块接口，并通过所述多路传感器模块接口与数据处理模块连接；所述超声波传感器模块用于发射和/或接收超声波信号，并将接收到的反射波信号处理后通过多路传感器模块接口发送给数据处理模块。所述数据处理模块用于对接收到的信号数据进行计算处理后上传给用户终端或服务器。当数据处理模块连接一个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标测距。当数据处理模块连接多个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标定位。优选的，所述超声波传感器模块包括超声波发射器、超声波接收器、发射驱动电路、放大电路和传感器模块接口电路。所述发射驱动电路的输出端与超声波发射器的输入端连接，所述超声波接收器的输出端与放大电路的输入端连接。所述传感器模块接口电路作为超声波传感器模块与数据处理模块的统一接口电路，所述超声波接收器接收到反射波信号后产生电信号，所述电信号经放大电路放大后通过传感器模块接口电路发送给数据处理模块。优选的，所述数据处理模块包括多路传感器模块接口电路、多路A/D转换电路和一单片机。所述多路传感器模块接口电路的模拟通道与多路A/D转换电路的模拟信号输入端相连，所述多路A/D转换电路的数字转换结果输出端与单片机的输入端相连，所述多路A/D转换电路将超声波传感器模块发送过来的电信号转换成数字信号后发送给单片机进行计算处理。优选的，当所述数据处理模块连接一个超声波传感器模块进行水下目标测距时，该超声波传感器模块中的超声波发射器用于发射超声波信号，该超声波传感器模块中超声波接收器用于接收反射波信号。具体过程为：单片机控制超声波传感器模块发射超声波并计时，声波遇到水下目标即返回，当接收到反射波后停止计时，所述单片机根据该超声波传感器模块发射超声波和接收反射波的时间差计算发射端到水下目标的实际距离。优选的，当所述数据处理模块连接多个超声波传感器模块进行水下目标定位时，所述超声波传感器模块的数量至少为四个。优选的，所述系统进行水下目标定位连接的超声波传感器模块为四个，包括第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块，其中，第一超声波传感器模块作为发射超声波信号的发射端，第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块作为接收反射波信号的接收端；具体过程为：单片机按一定时间控制第一超声波传感器模块发射超声波并计时，声波遇到水下目标即返回，当第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块都接收到反射波后停止计时，所述单片机根据反射波信号分别到达第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块的时间进行计算，实现水下目标的定位。优选的，所述系统进行水下目标定位连接的超声波传感器模块为七个，包括第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块、第四超声波传感器模块、第五超声波传感器模块、第六超声波传感器模块和第七超声波传感器模块，其中，第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块作为发射超声波信号的发射端，第五超声波传感器模块、第六超声波传感器模块和第七超声波传感器模块作为接收反射波信号的接收端；具体过程为：单片机按一定时间控制第一超声波传感器模块、第二超声波传感器模块、第三超声波传感器模块和第四超声波传感器模块发射超声波并计时，声波遇到水下目标即返回，当第五超声波传感器模块、第六超声波传感器模块和第七超声波传感器模块都接收到反射波后停止计时，所述单片机根据反射波信号分别到达第五超声波传感器模块、第六超声波传感器模块和第七超声波传感器模块的时间进行计算，实现水下目标的定位。优选的，所述数据处理模块还包括一超声波传感器模块在线识别电路，所述超声波传感器模块在线识别电路的一端与多路传感器模块接口电路连接，另一端与单片机连接。优选的，所述超声波发射器和超声波接收器选用防水封装的压电陶瓷体传感器。本专利技术采用如上技术方案带来的有益技术效果是：本专利技术分别将超声波传感器和数据处理等器件设计成独立的模块化器件并制定统一接口，一方面是为了便于使用时的组合、安装方便，另一方面是为了能有拓展性的应用，不局限于测距，可通过分别采用一个或多个超声波传感器模块进行自由组合来实现对水下目标的测距和定位，即根据实现的不同功能，需要增加或者减少模块时，只要将所需模块取掉或者进行组合即可，操作简单，具有很好的灵活性。本专利技术简化了水下探测产品的开发难度，并且降低了模块与系统数据交互的复杂程度，适合广泛推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的水下声纳探测系统结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的超声波传感器模块结构示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的数据处理模块结构示意图；图4是本专利技术一个实施例提供的单片机控制超声波传感器模块进行发射接收超声波信号的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术水下声纳探测系统采用模块化结构设计，包括一个或多个超声波传感器模块、一个数据处理模块、一个用户终端或服务器等组成部分。整个水下声纳探测系统是以数据处理模块为基础，并在数据处理模块上配置多路传感器模块接口，以使数据处理模块能够同时对多一个或多个超声波传感器模块进行在线实时监测；每一个超声波传感器模块配置有一个与数据处理模块同样的传感器模块接口，通过该接口与数据处理模块连接。具体的，一个或多个超声波传感器模块通过多路传感器模块接口与数据处理模块连接，超声波传感器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下声纳探测系统，其特征在于，所述系统包括：一个或多个可插拔的超声波传感器模块、阵列式多路传感器模块接口以及数据处理模块；所述超声波传感器模块可插拔的连接于所述阵列式多路传感器模块接口，并通过所述多路传感器模块接口与数据处理模块连接；所述超声波传感器模块用于发射和/或接收超声波信号，并将接收到的反射波信号处理后通过多路传感器模块接口发送给数据处理模块；所述数据处理模块用于对接收到的信号数据进行计算处理后上传给终端；当数据处理模块连接一个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标测距；当数据处理模块连接多个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标定位。

【技术特征摘要】
1.一种水下声纳探测系统，其特征在于，所述系统包括：一个或多个可插拔的超声波传感器模块、阵列式多路传感器模块接口以及数据处理模块；所述超声波传感器模块可插拔的连接于所述阵列式多路传感器模块接口，并通过所述多路传感器模块接口与数据处理模块连接；所述超声波传感器模块用于发射和/或接收超声波信号，并将接收到的反射波信号处理后通过多路传感器模块接口发送给数据处理模块；所述数据处理模块用于对接收到的信号数据进行计算处理后上传给终端；当数据处理模块连接一个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标测距；当数据处理模块连接多个超声波传感器模块时，所述系统用于水下目标定位。2.根据权利要求1所述的水下声纳探测系统，其特征在于，所述超声波传感器模块包括超声波发射器、超声波接收器、发射驱动电路、放大电路和传感器模块接口电路；所述发射驱动电路的输出端与超声波发射器的输入端连接，所述超声波接收器的输出端与放大电路的输入端连接；所述传感器模块接口电路作为超声波传感器模块与数据处理模块的统一接口电路，所述超声波接收器接收到反射波信号后产生电信号，所述电信号经放大电路放大后通过传感器模块接口电路发送给数据处理模块。3.根据权利要求2所述的水下声纳探测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括多路传感器模块接口电路、多路A/D转换电路和单片机；所述多路传感器模块接口电路的模拟通道与多路A/D转换电路的模拟信号输入端相连，所述多路A/D转换电路的数字转换结果输出端与单片机的输入端相连；所述多路A/D转换电路将超声波传感器模块发送过来的电信号转换成数字信号后发送给单片机进行计算处理。4.根据权利要求3所述的水下声纳探测系统，其特征在于，当所述数据处理模块连接一个超声波传感器模块进行水下目标测距时，该超声波传感器模块中的超声波发射器用于发射超声波信号，该超声波传感器模块中超声波接收器用于接收反射波信号；其中，单片机控制超声波传感器模块发射超声波并计时，声波遇到水下目标即返回，当接收到反射波后停止计时，所述单片机根据该超声波传感器模块发射超声波和接收反射波的时间差计算发射端到水下目标的实际距离。5.根据权利要求3所述的水下声纳探测系统，其特征在于，当所述数据处理模块连接多个超声波传感器模块进行水...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京臻迪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11