一种低成本水下短距离通信模块制造技术

一种低成本水下短距离通信模块，所述系统包括中央处理模块、发射电路、接收电路、收发合置电路、换能器以及电源单元，所述中央处理模块分别连接发射电路以及接收电路，所述发射电路以及接收电路均通过收发合置电路连接换能器，所述电源单元分别连接中央处理模块、发射电路、接收电路、收发合置电路以及换能器。与现有技术相比，本实用新型专利技术为基于超声波传输的水下通信装置。该模块通过收发合置电路，将接收和发射信号通过同一接口连接至换能器，使用起来方便简洁。该模块搭载了带FPU的超低功耗Arm Cortex

【技术实现步骤摘要】
一种低成本水下短距离通信模块


[0001]本技术涉及水下通信
，特别涉及一种低成本水下短距离通信模块。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，人们对水底世界的探索愈发频繁，所以针对水下各种通信设备就应运而生，水下超声通信模块是蛙人、水下机器人进行水下行动和作业必不可少的装备，在军事和民用等领域受到越来越多的关注，越来越多的基于数字信号处理技术的调制解调技术被运用到水下语音通信领域中，可有效降低水下语音使用中多途效应和海洋环境噪声等干扰因素，提高通话质量。然而传统的水下通信设备多采用分体式结构设计，体积较大，功耗高，用途单一，抗干扰能力较差，无法在海洋复杂环境下长时间稳定运行。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在以上缺陷，本技术提供一种低成本水下短距离通信模块如下：
[0004]本技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种低成本水下短距离通信模块，所述系统包括：
[0006]中央处理模块，所述中央处理模块用于通信系统各模块电路的控制以及数据处理、分析；
[0007]发射电路，所述中央处理模块通过DAC电路模块发出发射信号，发射电路将发射信号放大后输出至收发合置电路TX端；
[0008]接收电路，所述接收电路采用双T选频网络，对接收到的信号进行选频放大，送至中央处理模块进行处理、分析；
[0009]收发合置电路，所述收发合置电路采用二极管桥式电路，包括TX端与RX端，所述TX端与RX端设置在二极管桥式电路两端并各自通过电容C与二极管桥式电路连接，所述TX端连接有换能器；
[0010]换能器，用于将信号进行不同形式的转换；
[0011]电源单元，所述电源单元用于系统中各个电路模块供电；
[0012]所述中央处理模块分别连接发射电路以及接收电路，所述发射电路以及接收电路均通过收发合置电路连接换能器，所述电源单元分别连接中央处理模块、发射电路、接收电路、收发合置电路以及换能器。
[0013]优选地，所述中央处理模块采用型号为STM3L432KC单片机MCU芯片，所述MCU芯片基于Arm Cortex
‑
M4 32位RISC内核的微控制器，其工作频率为80MHz。
[0014]优选地，所述发射电路包括前端放大电路单元以及后端选频单元，所述前端放大电路单元通过DAC连接MCU芯片，所述后端选频单元输出至换能器，所述前端放大电路单元采用OPA197运算放大芯片。
[0015]优选地，所述接收电路的双T选频网络包括一个低通滤波器以及高通滤波器，所述
低通滤波器为包括两个电阻R与一个电容2C构成的T型网络，所述高通滤波器为包括两个电容C与一个电阻R/2构成的T型网络。
[0016]优选地，所述电源单元包括3.3V
‑
20V DC
‑
DC升压电路。
[0017]与现有技术相比，本技术有以下有益效果：
[0018]本技术的低成本水下短距离通信模块，为基于超声波传输的水下通信装置。该模块由接收电路、发射电路、MCU控制电路等组成。该模块通过收发合置电路，将接收和发射信号通过同一接口连接至换能器，使用起来方便简洁。接收电路能对特定频率进行选频放大。该模块搭载了带FPU的超低功耗Arm Cortex
‑
M4 MCU，对外也可通过串口通信，可直接与其他板卡搭配使用，且整体尺寸仅为24mm*16mm，非常小巧，易于携带，基本对携带者在水下作业活动不产生影响。
附图说明
[0019]图1为本技术低成本水下短距离通信模块的系统框图；
[0020]图2为本技术发射电路的电路原理图；
[0021]图3为本技术接收电路的电路原理图；
[0022]图4为本技术双T选频网络的电路原理图；
[0023]图5为本技术双T选频网络的电路原理图；
[0024]图6为本技术收发合置电路的电路原理图。
[0025]图中：中央处理模块100，发射电路200，接收电路300，收发合置电路400，换能器500，电源单元600。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术进行清楚、完整地描述。
[0027]如图1所示，一种低成本水下短距离通信模块，所述系统包括：
[0028]中央处理模块100，所述中央处理模块100用于通信系统各模块电路的控制以及数据处理、分析；
[0029]发射电路200，所述中央处理模块100通过DAC电路模块发出发射信号，发射电路200将发射信号放大后输出至收发合置电路400TX端；
[0030]接收电路300，所述接收电路300采用双T选频网络，对接收到的信号进行选频放大，送至中央处理模块100进行处理、分析；
[0031]如图5所示，收发合置电路400，所述收发合置电路400采用二极管桥式电路，包括TX端与RX端，所述TX端与RX端设置在二极管桥式电路两端并各自通过电容C与二极管桥式电路连接，所述TX端连接有换能器500；
[0032]换能器500，用于将信号进行不同形式的转换；
[0033]电源单元600，所述电源单元600用于系统中各个电路模块供电；
[0034]所述中央处理模块100分别连接发射电路200以及接收电路300，所述发射电路200以及接收电路300均通过收发合置电路400连接换能器500，所述电源单元600分别连接中央处理模块100、发射电路200、接收电路、收发合置电路400以及换能器500。
[0035]实施例
[0036]所述中央处理模块采用超低功耗STM3L432KC单片机芯片，该MCU是基于高性能Arm Cortex
‑
M4 32位RISC内核的超低功耗微控制器，其工作频率高达80MHz。它还实现了全套DSP指令和一个存储器保护单元(MPU)，从而增强了应用程序的安全性。该MCU芯片嵌入了高速存储器(高达256KB的闪存，64KB的SRAM)，一个Quad SPI闪存接口以及连接到两个APB总线，两个AHB总线和一个32位多AHB总线矩阵。该MCU芯片为嵌入式闪存和SRAM嵌入了多种保护机制：读取保护，写入保护，专有代码读取保护和防火墙，提供一个快速的12位ADC(5Msps)，两个比较器，一个运算放大器，两个DAC通道，一个低功耗RTC，一个通用32位定时器，一个专用于电机控制的16位PWM定时器，四个通用16位定时器和两个16位低功耗定时器。
[0037]如图2所示，所述发射电路包括前端放大电路单元以及后端选频单元，所述前端放大电路单元通过DAC连接MCU芯片，所述后端选频单元输出至换能器，所述前端放大电路单元采用OPA197运算放大芯片，MCU芯片通过片上DAC电路模块输出发射信号，经过发射电路放大后输出信号约为10Vrms，发射电功率100mW。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本水下短距离通信模块，其特征在于，所述系统包括：中央处理模块，所述中央处理模块用于通信系统各模块电路的控制以及数据处理、分析；发射电路，所述中央处理模块通过DAC电路模块发出发射信号，发射电路将发射信号放大后输出至收发合置电路TX端；接收电路，所述接收电路采用双T选频网络，对接收到的信号进行选频放大，送至中央处理模块进行处理、分析；收发合置电路，所述收发合置电路采用二极管桥式电路，包括TX端与RX端，所述TX端与RX端设置在二极管桥式电路两端并各自通过电容C与二极管桥式电路连接，所述TX端连接有换能器；换能器，用于将信号进行不同形式的转换；电源单元，所述电源单元用于系统中各个电路模块供电；所述中央处理模块分别连接发射电路以及接收电路，所述发射电路以及接收电路均通过收发合置电路连接换能器，所述电源单元分别连接中央处理模块、发射电路、接收电路、收发合置电路以及换能器。2.如权利要求1所述的低成本水下短距离通信模块，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶鋆耀，
申请(专利权)人：杭州矢志信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：