一种用于水下环境感知的通信模块、通信方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种用于水下环境感知的通信模块、通信方法和系统。包括通信连接的基带芯片和总线芯片；总线芯片与传感器通过宽带总线通信连接，用于接收传感器通过宽带总线传输的传感器数据，并将传感器数据传输至基带芯片；非网关节点的基带芯片，用于将传感器数据传输给网关节点，网关节点的基带芯片用于分别接收总线芯片和非网关节点传输的传感器数据，基带芯片向通信卫星传输传感器数据，以通过通信卫星将传感器数据传输至数据处理中心。本发明专利技术实施例通过总线芯片与水下环境中的传感器通信连接，为水下环境感知数据的传输提供有效的通信手段，实现基于传感器和通信模块构建的海洋监测系统，解决远海感知系统的通信问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下环境感知的通信模块、通信方法和系统


[0001]本专利技术涉及物联网
，尤其涉及一种用于水下环境感知的通信模块、通信方法和系统。

技术介绍

[0002]我国海洋面积辽阔、自然环境恶劣，随着我国海路对外贸易规模的快速增长、海洋产业的蓬勃发展，各种海洋自然灾害和海上突发事件给海洋交通、海洋运输、海洋渔业、海洋旅游等海洋经济和海洋生产活动产生的危害日益显现。
[0003]目前用于海洋环境感知无线电通信系统，主要包括天通卫星终端、超短波数传电台、北斗定位模块、综合业务网关等设备组成。现有技术的远海感知系统的通信主要存在如下几个方面的缺点：1.集成度不高，由各自独立设备拼接组成，连接较为复杂。2.缺乏适合深水层各类不同传感器的有效地通信手段。3.体积大，功耗高，重量重不利于无人部署。4.采用单点部署，通信资源占用多，尚未有效的集群部署方式。
[0004]而构建不同水层全面感知且广泛分布的海洋监测系统是建设智慧海洋的重要保障。要实现海洋监测系统数据实时采集，目前尚缺乏有效的通信手段，因此，如何实现水下宽带通信以及解决远海感知系统的通信问题成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种用于水下环境感知的通信模块、通信方法和系统，可以实现水下宽带通信以及实现远海感知系统低成本、低功耗和轻量化。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种用于水下环境感知的通信模块，包括通信连接的基带芯片和总线芯片，通过所述通信模块构建自组网，所述自组网包括网关节点和非网关节点；
[0007]所述总线芯片与水下环境中的传感器通过宽带总线通信连接，用于接收所述传感器通过宽带总线传输的传感器数据，并将所述传感器数据传输至所述基带芯片；
[0008]对于作为非网关节点的通信模块，所述基带芯片用于将所述传感器数据传输给所述网关节点对应的通信模块的基带芯片；
[0009]对于作为网关节点的通信模块，所述基带芯片用于接收所述总线芯片传输的第一传感器数据，并接收所述非网关节点对应的通信模块的基带芯片传输的第二传感器数据，向通信卫星传输所述第一传感器数据和第二传感器数据，以通过所述通信卫星将所述第一传感器数据和第二传感器数据传输至数据处理中心。
[0010]根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于水下环境感知的通信方法，用于上述的通信模块，包括：
[0011]总线芯片接收水下环境中的传感器通过宽带总线传输的传感器数据，并将所述传感器数据传输至基带芯片；
[0012]非网关节点对应的通信模块的基带芯片将所述传感器数据传输给网关节点对应
的通信模块的基带芯片；
[0013]网关节点对应的通信模块的基带芯片接收所述总线芯片传输的第一传感器数据，并接收所述非网关节点对应的通信模块的基带芯片传输的第二传感器数据，向通信卫星传输所述第一传感器数据和第二传感器数据，以通过所述通信卫星将所述第一传感器数据和第二传感器数据传输至数据处理中心。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于水下环境感知的通信系统，包括用于水下环境感知通信的自组网系统、传感器、宽带总线、通信卫星和数据处理中心；所述自组网系统中包括上述的通信模块，各所述通信模块分别部署在预设的水上承载体上；
[0015]所述传感器与所述通信模块通过宽带总线通信连接，用于采集水下环境信息，将所述水下环境信息作为传感器数据通过所述宽带总线传输给所述通信模块；
[0016]所述自组网系统通过作为网关节点的通信模块将自组网内各通信模块接收的水下环境信息对应的传感器数据发送至所述通信卫星；
[0017]所述通信卫星用于转发所述传感器数据给所述数据处理中心；
[0018]所述数据处理中心与所述通信卫星通信连接，用于基于所述传感器数据监测水下环境。
[0019]本专利技术实施例的技术方案，总线芯片与水下环境中的传感器通过宽带总线通信连接，为水下环境感知数据的传输提供了有效的宽带传输手段，能实现获取各类水下环境感知信息数据，通过基带芯片实现通信模块间的数据传输以及通信模块与通信卫星间的数据传输，提高了通信模块的集成度，减小了体积，此外，通过多个通信模块构建自组网实现集群部署，提高了通信资源利用率，实现基于传感器和通信模块构建的海洋监测系统，解决远海感知系统的通信问题。
[0020]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。
[0022]图1是根据本专利技术实施例一提供的一种用于水下环境感知的通信模块的结构示意图；
[0023]图2是根据本专利技术实施例一提供的一种用于水下环境感知的通信模块的结构框示意图；
[0024]图3是根据本专利技术实施例二提供的一种用于水下环境感知的通信方法的流程图；
[0025]图4是根据本专利技术实施例三提供的一种用于水下环境感知的通信方法的流程图；
[0026]图5是根据本专利技术实施例四提供的一种用于水下环境感知的通信方法的流程图；
[0027]图6是根据本专利技术实施例五提供的一种用于水下环境感知的通信方法的流程图；
[0028]图7是根据本专利技术实施例六提供的一种用于水下环境感知的通信系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]实施例一
[0032]图1为本专利技术实施例一提供的一种用于水下环境感知的通信模块的结构示意图，本实施例可适用于获取海洋环境感知信息的情况，如图1所示，该通信模块包括：通信连接的基带芯片和总线芯片，通过通信模块构建自组网，自组网包括网关节点和非网关节点。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下环境感知的通信模块，其特征在于，包括通信连接的基带芯片和总线芯片，通过所述通信模块构建自组网，所述自组网包括网关节点和非网关节点；所述总线芯片与水下环境中的传感器通过宽带总线通信连接，用于接收所述传感器通过宽带总线传输的传感器数据，并将所述传感器数据传输至所述基带芯片；对于作为非网关节点的通信模块，所述基带芯片用于将所述传感器数据传输给所述网关节点对应的通信模块的基带芯片；对于作为网关节点的通信模块，所述基带芯片用于接收所述总线芯片传输的第一传感器数据，并接收所述非网关节点对应的通信模块的基带芯片传输的第二传感器数据，向通信卫星传输所述第一传感器数据和第二传感器数据，以通过所述通信卫星将所述第一传感器数据和第二传感器数据传输至数据处理中心。2.根据权利要求1所述的通信模块，其特征在于，所述总线芯片还用于：基于配置信息配置不同水深的所述传感器对应的总线带宽和传输时隙，以使所述传感器采用所配置的总线带宽和传输时隙传输对应水深的传感器数据。3.根据权利要求1所述的通信模块，其特征在于，所述总线芯片还包括边缘计算模块：所述边缘计算模块，用于在将所述传感器数据传输至所述基带芯片之前，利用数据融合技术对所述传感器数据进行融合，基于融合结果进行边缘分析。4.根据权利要求1所述的通信模块，其特征在于，对于作为网关节点的通信模块，所述基带芯片用于在预设超时时间内未接收到所述通信卫星的回传信号时，向所述自组网中的各非网关节点对应的通信模块的基带芯片发送失效消息；对于作为非网关节点的通信模块，所述基带芯片用于接收到所述失效消息，确定所述自组网中设定备选网关节点中的所述网关节点。5.根据权利要求4所述的通信模块，其特征在于，所述非网关节点对应的通信模块的基带芯片具体用于：若所属通信模块是设定备选网关节点，则确定所属通信模块的备选优先级，向所述自组网中其它通信模块的基带芯片发送所述备选优先级，并接收所述自组网中其它备选网关节点的备选优先级，将所述备选优先级与所述其它备选网关节点的备选优先级进行比较，向所述自组网中所述其它通信模块的基带芯片发送备选优先级比较结果；通过所述备选优先级比较结果确定所述备选网关节点中的网关节点。6.根据权利要求5所述的通信模块，其特征在于，所述非网关节点对应的通信模块的基带芯片具体用于：若所属通信模块不是设定备选网关节点，则接收所述备选优先级和备选优先级比较结果；通过所述备选优先级比较结果确定所述备选网关节点中的网关节点。7.根据权利要求1所述的通信模...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏岩，曾子安，
申请(专利权)人：北京东土军悦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：