一种基于水声技术的潜水员无线定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其包括水下定位主机、监控主机和智能移动终端；所述水下定位主机用于发射带有深度信息的声波信号，所述监控主机用于接收水下定位主机发射的声波信号并发送相应的数字信号给智能移动终端，使得智能移动终端获取水下定位主机的三维位置信息。本实用新型专利技术在使用时，布设简单，而且水下定位主机耗能少。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水声技术的潜水员无线定位装置
本技术涉及定位装置，特别是指一种基于水声技术的潜水员无线定位装置。
技术介绍
潜水作为一项娱乐运动，其对现代人的吸引力则是与日俱增。自从休闲潜水的兴起，潜水不再是职业潜水员、海洋科学家和其他深海工作者的专利，普通人一样可以享受鱼翔浅底的乐趣。但是由于水下环境复杂，且水下照明不好，潜水还是存在着一定的风险性；而在水下进行救援时，确认潜水员的位置是极为重要。目前在水下救生上，常用的水下定位技术主要是利用多点信号源来进行定位的，该水下定位技术具体是在至少三个参照点布置信号源，潜水员携带的水下定位主机则接收各信号源发出的声波，水下定位主机会根据接收发到的各信号源的声波强度进行计算而得到水下定位主机自身的三维位置，然后水下定位主机再把自身三维位置信息发送到水面上的监控主机上，使得监控主机得到定位主机的三维位置，从而使得监控主机得到潜水员的三维位置。现有的这种水下定位技术存在以下缺点：1、需要在至少三个参照点布置信号源，布设上比较繁琐；2、水下定位主机若是采用实时发送自身三维位置信息给控制主机的方式，则水下定位主机需要实时计算自身位置和实施发送位置信息，使得水下定位主机耗能大，造成水下定位主机续航能力差，不适用于长时间潜水使用；而若是采用潜水员自主控制水下定位主机发送三维位置信息给监控主机的方式，则安全隐患大，容易出现潜水员在出现危险时无法及时发送位置信息。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其在使用时，布设简单。为了达成上述目的，本技术的解决方案是：一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其包括水下定位主机、监控主机和智能移动终端；所述水下定位主机包括水下处理器模块、功放模块、发射换能器和水深传感器；所述水下处理器模块通过功放模块与发射换能器电连接；所述水深传感器与水下处理器模块电连接；所述监控主机包括依次电连接的矢量水听器、滤波放大模块、AD转换模块以及数据传输模块；所述智能移动终端与数据传输模块无线通信连接。所述矢量水听器为压电水听器。所述发射换能器为柱形换能器。所述智能移动终端为智能手机或平板电脑。所述水下处理器模块的型号为Zynq-7000。所述数据传输模块为WiFi模块或蓝牙模块。采用上述方案后，本技术在使用时布设简单，其中水下定位主机由潜水员进行携带，监控主机则可安装于救生船上，且监控主机的矢量水听器伸入水中；而智能移动终端则由救援人员携带操作。本技术的工作原理为：所述水下处理器模块通过水深传感器获取水下定位主机的深度信息，且水下处理器模块通过功放模块驱动发射换能器发射带有水下定位主机深度信息的声波信号；所述矢量水听器用于接收发射换能器发射的声波信号而产生相应的多个模拟电信号，矢量水听器产生的多个模拟电信号通过滤波放大模块进行滤波放大后，再由AD转换模块转换为相应的多个数字电信号输出给数据传输模块；数据传输模块再将各数字电信号上传至智能移动终端；所述智能移动终端对各数字电信号进行处理，以解调出水下定位主机深度信息、水下定位主机相对于监控主机的二维方向信息以及水下定位主机相对于监控主机的距离信息，从而得到水下定位主机的三维位置信息，进而得到潜水员的三维位置信息。附图说明图1为本技术的硬件原理框图；图2为本技术的监控主机的矢量水听器与滤波放大模块的电路连接示意图；图3为本技术的水箱定位主机的功放模块和发射换能器的电路连接示意图。具体实施方式为了进一步解释本技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本技术进行详细阐述。如图1至图3所示，本技术揭示了一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其包括水下定位主机A、监控主机B和智能移动终端C；其中所述水下定位主机A包括水下处理器模块A1、功放模块A2、发射换能器A3和水深传感器A4，水下处理器模块A1通过功放模块A2与发射换能器A3电连接，水深传感器A4与水下处理器模块A1电连接，水下定位主机A可通过内置电池进行供电；而所述监控主机B包括依次电连接的矢量水听器B1、滤波放大模块B2、AD转换模块B3和数据传输模块B4；所述智能移动终端C为智能手机或平板电脑，智能移动终端C与数据传输模块B4无线通信连接。本技术在使用时，水下定位主机A由潜水员进行携带，而监控主机B则可安装于救生船上，且监控主机B的矢量水听器B1伸入水中；而智能移动终端C由救援人员携带操作。其中所述水下处理器模块A1通过水深传感器A4获取水下定位主机A的深度信息，且水下处理器模块A1通过功放模块A2驱动发射换能器A3发射带有水下定位主机A深度信息的声波信号，水下处理器A1可根据水下定位主机A深度信息来相应调整发射换能器A3发射的声波信号；所述矢量水听器B1用于接收发射换能器A3发射的声波信号而产生相应的多个模拟电信号，各模拟电信号包含有水下定位主机A深度信息、水下定位主机A相对于监控主机B的二维方向信息以及水下定位主机A相对于监控主机B的距离信息，矢量水听器B1产生的多个模拟电信号通过滤波放大模块B2进行滤波放大后，再由AD转换模块B3转换为相应的多个数字电信号输出给数据传输模块B4；数据传输模块B4再将各数字电信号上传至智能移动终端C；所述智能移动终端C对各数字电信号进行处理，以解调出水下定位主机A深度信息、水下定位主机A相对于监控主机B的二维方向信息以及水下定位主机A相对于监控主机B的距离信息，从而得到水下定位主机A的三维位置信息，进而得到潜水员的三维位置信息。配合图3所示，其中所述水下定位主机A的功放模块A2可以为D类功率放大器；而发射换能器A3可以为柱形换能器，这样发射换能器A3发射的声波信号为柱形波，能向四面八方扩散；另外水下处理器模块A1可以采用全可编程片上系统，具体的，水下处理器模块A1的型号可以为Zynq-7000，该Zynq-7000由赛灵思公司生产制造。而监控主机B中的矢量水听器B1可以采用压电矢量水听器，数据传输模块B4可以为WiFi模块或蓝牙模块；滤波放大模块B2可采用四路滤波放大电路以对矢量水听器B1输出的四路模拟电信号分别进行滤波放大。上述实施例和图式并非限定本技术的产品形态和式样，任何所属
的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本技术的专利范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其特征在于：包括水下定位主机、监控主机和智能移动终端；/n所述水下定位主机包括水下处理器模块、功放模块、发射换能器和水深传感器；所述水下处理器模块通过功放模块与发射换能器电连接；所述水深传感器与水下处理器模块电连接；/n所述监控主机包括依次电连接的矢量水听器、滤波放大模块、AD转换模块以及数据传输模块；/n所述智能移动终端与数据传输模块无线通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其特征在于：包括水下定位主机、监控主机和智能移动终端；
所述水下定位主机包括水下处理器模块、功放模块、发射换能器和水深传感器；所述水下处理器模块通过功放模块与发射换能器电连接；所述水深传感器与水下处理器模块电连接；
所述监控主机包括依次电连接的矢量水听器、滤波放大模块、AD转换模块以及数据传输模块；
所述智能移动终端与数据传输模块无线通信连接。


2.如权利要求1所述的一种基于水声技术的潜水员无线定位装置，其特征在于：所述矢量水听器为压电水听器。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴霆仑，
申请(专利权)人：厦门朗纳科工贸有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35