水下自组网通信系统技术方案

本申请属于水声通信技术领域，公开了一种水下自组网通信系统。包括：岸基终端，设置于岸边，用于通过上位机下发指令信号和接收水下节点的反馈信号；基站模块，设置于水面，与所述岸基终端连接，用于转发所述岸基终端与水下节点之间的信号；所述水下节点包括:中间节点模块和子节点模块，设置于水下，其中，所述中间节点模块，与所述基站模块连接，用于上报本端节点的反馈信号；所述子节点模块，与所述中间节点模块连接，用于执行所述指令信号并上报本端节点的反馈信号；所述岸基终端、基站模块、中间节点模块及子节点模块均连接至少一个换能模块，且依次双向无线水声通信。本申请解决了水声通信网络无法远距离传输的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
水下自组网通信系统
本技术涉及水声通信
，尤其涉及一种水下自组网通信系统。
技术介绍
水声通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段，同时也是研制海洋观测系统的关键技术，借助海洋观测系统，可以采集有关海洋学的数据，监测环境污染，气候变化海底异常地震火山活动，探查海底目标，以及远距离图像传输。但是由于水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣，而且常规的电磁波传输在水下衰减很大，在水中传播很远距离要求很高的传输能量和很长的天线，通常很难实现，声波是目前唯一能在水介质中进行长距离传输的能量形式，因此采用声波作为信息传送载体是目前水下无缆通信的主要方式；现有的水声通信网络节点有限且无法拓展，使传输距离受到很大限制，严重影响水下监测作业的效率和质量。
技术实现思路
本技术的主要目的解决了水下通信无法远距离双向传输的技术问题。为了实现上述技术问题，本技术提供了水下自组网通信系统。本技术应用于水下监测，所述水下自组网通信系统包括：岸基终端，设置于岸边，用于通过上位机下发指令信号和接收水下节点的反馈信号；基站模块，设置于水面，与所述岸基终端连接，用于转发所述岸基终端与水下节点之间的信号；所述水下节点包括:中间节点模块和子节点模块，设置于水下，其中，所述中间节点模块，与所述基站模块连接，用于上报本端节点的反馈信号；所述子节点模块，与所述中间节点模块连接，用于执行所述指令信号并上报本端节点的反馈信号；所述岸基终端、基站模块、中间节点模块及子节点模块均连接至少一个换能模块，且依次双向无线水声通信。可选地，所述换能模块包括信号接收端和信号发射端，所述信号接收端用于接收声信号，并将所述声信号转换成电信号，再将所述电信号传输至本端节点执行，或者由信号发射端转发至下一节点；所述信号发射端用于接收来自本端节点的电信号，将所述电信号转换成声信号并将所述声信号传输至下一节点。可选地，所述换能模块的信号发射端包括信号放大装置，所述信号放大装置用于从信号输入端接收电信号，将所述电信号放大并转换成声信号输出至下一节点。可选地，所述岸基终端、基站模块、中间节点模块、子节点模块分别通过对应的双向信号传输接口连接所述对应的换能模块。可选地，所述子节点模块按照不同水域深度设置，且直接或间接连接于所述基站模块。可选地，所述子节点模块设置于同一深度水域层，且以所述中间节点模块在所述同一深度水域层的投影为起点呈射线状设置。可选地，所述子节点模块以所述中间节点模块在所述同一深度水域层的投影为中心，按照第一预设距离，远离所述中心设置。可选地，所述中间节点模块与所述基站模块按照第二预设距离设置；所述中间节点模块包括仪器组件、沉底重块、浮球组件以及缆绳，所述缆绳连接所述仪器组件、沉底重块以及浮球组件。可选地，所述岸基终端用于接收所述基站模块、所述中间节点模块以及所述子节点模块发出的信息，并显示所述基站模块、所述中间节点模块以及所述子节点模块的状态。可选地，所述基站模块可搭载于水面无人艇或波浪滑翔器上。本技术提供了水下自组网通信系统，通过换能模块与系统中各模块的对应设置，可以在水下深度和广度两个维度进行任意组网，实现水下无线通信远距离的双向传输。附图说明本技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本申请实施例中的水下自组网通信系统结构示意图；图2是本申请实施例中的换能模块结构示意图；图3是本申请实施例中的水下自组网通信系统第一组网结构示意图；图4是本申请实施例中的水下自组网通信系统第二组网结构示意图；图5是本申请实施例中的水下自组网通信系统第三组网结构示意图；图6是本申请实施例中的中间节点模块结构示意图。其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：11-岸基终端；21-基站模块；31-中间节点模块；41-子节点模块；511-第一换能模块；512-第二换能模块；513-第三换能模块；514-第四换能模块；515-第五换能模块；611-换能模块信号接收端；612-换能模块信号发射端；6121-信号放大装置；411-第一子节点模块；412-第二子节点模块；711-浮球组件；712-传感器；713-沉重底块。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参照图1，本技术的水下自组网通信系统结构示意图，本申请应用于水下监测。在本技术实施例中，构建了一种水下自组网通信系统，所述系统包括：岸基终端11，设置于岸边，用于通过上位机下发指令信号和接收水下节点的反馈信号；基站模块21，设置于水面，与岸基终端11连接，用于转发岸基终端11与水下节点之间的信号；水下节点包括:中间节点模块31和子节点模块41，设置于水下，其中，中间节点模块31与基站模块21连接，用于上报本端节点的反馈信号；子节点模块41，与中间节点模块31连接，用于执行所述指令信号并上报本端节点的反馈信号；岸基终端11、基站模块21、中间节点模块31及子节点模块41均连接至少一个换能模块，且依次双向无线水声通信。中间节点模块31可有一级或者多级，一个连接中间节点模块31可连接若干个子节点模块41。换能模块方位垂直向上。其中，岸基终端11、基站模块21、中间节点模块31及子节点模块41均为该水下自组网通信系统中的网络节点。子节点模块41为自主式水下航行器。所述反馈信号包括各个网络节点的运行状况、执行指令结果以及自主式水下航行器获取图片。在本技术实施例中，岸基终端11通过第一接口连接第一换能模块511，基站模块21通过第二接口连接第二换能模块512，中间节点模块通过第三接口连接第三换能模块513，子节点模块通过第四接口连接第四换能模块514，第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口为双向信号传输接口，具体的，双向信号传输接口为RS232接口。岸基终端11、基站模块21、中间节点模块31及子节点模块41均通过第一换能模块511、第二换能模块512、第三换能模块513和第四换能模块514来进行水声无线通信。在本技术实施例中，自组网通信系统的可拓展结构以及换能模块的双向传递信号作用，使本申请的水下自组网通信系统可以在实际应用中结合水域状况进行深度以及广度的扩展，实现水底信号的远距离双向传送。进一步地，参照图2，本技术换能模块结构示意图，换能模块包括信号接收端611和信号发射端612，信号接收端611用于接收声信号，并将声信号转换成电信号，再将该电信号由本地端点来执行或者信号发射端612转发至其它节点，本地端点即为与该换能模块连接的岸基终端11、基站模块21、中间节点模块31或子节点模块41；对应的，信号发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下自组网通信系统，其特征在于，所述系统包括：/n岸基终端，设置于岸边，用于通过上位机下发指令信号和接收水下节点的反馈信号；/n基站模块，设置于水面，与所述岸基终端连接，用于转发所述岸基终端与水下节点之间的信号；/n所述水下节点包括:中间节点模块和子节点模块，设置于水下，其中，/n所述中间节点模块，与所述基站模块连接，用于上报本端节点的反馈信号；/n所述子节点模块，与所述中间节点模块连接，用于执行所述指令信号并上报本端节点的反馈信号；/n所述岸基终端、基站模块、中间节点模块及子节点模块均连接至少一个换能模块，且依次双向无线水声通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下自组网通信系统，其特征在于，所述系统包括：
岸基终端，设置于岸边，用于通过上位机下发指令信号和接收水下节点的反馈信号；
基站模块，设置于水面，与所述岸基终端连接，用于转发所述岸基终端与水下节点之间的信号；
所述水下节点包括:中间节点模块和子节点模块，设置于水下，其中，
所述中间节点模块，与所述基站模块连接，用于上报本端节点的反馈信号；
所述子节点模块，与所述中间节点模块连接，用于执行所述指令信号并上报本端节点的反馈信号；
所述岸基终端、基站模块、中间节点模块及子节点模块均连接至少一个换能模块，且依次双向无线水声通信。


2.根据权利要求1所述的水下自组网通信系统，其特征在于，所述换能模块包括信号接收端和信号发射端，
所述信号接收端用于接收声信号，并将所述声信号转换成电信号，再将所述电信号传输至本端节点执行，或者由信号发射端转发至下一节点；
所述信号发射端用于接收来自本端节点的电信号，将所述电信号转换成声信号并将所述声信号传输至下一节点。


3.根据权利要求2所述的水下自组网通信系统，其特征在于，所述换能模块的信号发射端包括信号放大装置，所述信号放大装置用于从信号输入端接收电信号，将所述电信号放大并转换成声信号输出至下一节点。


4.根据权利要求1所述的水下自组网通信系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝继锋，刘金山，崔军红，
申请(专利权)人：深圳市智慧海洋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44