一种水声通信机控制装置和水声通信系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水声通信机控制装置和水声通信系统

【技术实现步骤摘要】
一种水声通信机控制装置和水声通信系统


[0001]本专利技术涉及水声通信
，具体涉及一种水声通信机控制装置和水声通信系统
。

技术介绍

[0002]水声通信是开展海洋信息传输的关键技术之一，围绕水声通信开展的水池探究与验证实验可以帮助研究人员在模拟水域环境下预先对通信算法做性能评估，为后续外场试验打下基础
。
[0003]目前，室内水池水声通信实验大多使用自容水听器采集水中声信号，自容水听器在实验全过程中保持接收，接收来自发射换能器的水声信号，该实验方式存在以下几个不足：
[0004](1)
不便于信号的及时处理，难以掌握当前实验情况
。
研究人员通常在实验结束后，将自容水听器通过网线连接计算机才可进行实验数据读取
。
[0005](2)
通信收发端间存在信息阻隔
。
自容水听器与发射换能器各自处于独立工作状态，互相无法获取对方工作状态，难以应对异常事件
。
[0006](3)
实验流程复杂，数据处理过程繁琐
。
实验过程中需要收发端配合，人为地确认设备状态并保持通讯
。
自容水听器全过程工作，采集时间长，涉及发射信号类型多样，对于多人员参与的实验，数据处理需要准确记录时间节点才能在找到相应实验数据
。
[0007]因此，亟需一种新的水声通信控制机制来解决室内水池水声通信场景下由于收发端信息不通所产生的这些问题
。

技术实现思路
<br/>[0008]本专利技术的目的是提供一种水声通信机控制装置，联结水声通信收发双方，实现双方实时状态监测，协同开展水声通信实验，仅采集发射信号时段内的水下信号，从而克服水下通信收发端间信息阻隔问题，简化实验流程，利于水下声通信实验数据的及时获取与后续处理
。
[0009]本专利技术还提供一种水声通信系统
。
[0010]技术方案：为了实现以上专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0011]第一方面，提供一种水声通信机控制装置，该控制装置与包括水声通信发射机和水声通信接收机的水声通信机相连，并提供人机交互界面进行人工控制，所述控制装置具体包括：
[0012]参数设置模块：用于设置控制装置本地
、
水声通信机和
/
或网络远程控制终端的网络地址与端口，便于后续网络初始化工作的进行；
[0013]网络通信模块：用于与水声通信发射机和水声通信接收机进行网络连接和通讯，水声通信发射机和水声通信接收机周期性发送心跳报文至网络通信模块；
[0014]硬件控制模块：用于根据人机交互界面设置的工作模式，控制水声通信发射机和
/
或水声通信接收机完成相应的工作，包括水声通信收发机连接
、
水声通信发射机装订
、
水声通信发射机发射
、
水声通信接收机采集功能；
[0015]健康监测模块：用于对水声通信机的连接状态
、
工作状态进行实时健康监测，当出现网络连接和
/
或设备工作异常情况时，予以异常处理和上报；
[0016]状态显示模块：用于经由显示界面显示网络连接状态
、
通信机工作状态
、
实验流程处理状态以及故障与警告信息；
[0017]存储模块：用于存储完成的通信过程的接收数据至本地，以当前时戳命名数据文件，等待后续处理；
[0018]远程控制模块：用于建立
UDP
服务，监听网络远程控制终端的控制指令报文
。
[0019]进一步地，所述网络通信模块通过水密接头转水晶头网线连接的方式与水声通信机进行网络连接和通讯
。
[0020]进一步地，所述网络通信模块与水声通信机进行全双工通信，将所述硬件控制模块涉及的控制参数和工作模式参数遵循数据协议进行封装，发送至水声通信机硬件设备；接收并解析来自水声通信机硬件设备的状态与数据信息，为所述健康监测模块和状态显示模块提供判断依据
。
[0021]进一步地，所述工作模式包括独立工作模式和协同工作模式，其中，独立工作模式下由水声通信发射机独立完成信号发射或者由水声通信接收机独立完成信号接收，协同工作模式下由水声通信发射机独立发射和水声通信接收机协同工作完成对定长发射信号的发射以及采集与上传
。
[0022]进一步地，独立工作模式中，水声通信接收机独立工作的采集时间通过人工来制定；协同工作模式中，水声通信接收机的采集时间由水声通信机控制装置读取发射信号的长度自动确定
。
[0023]进一步地，健康监测模块以固定监测频率获取当前时戳，与最新接收到的来自水声通信收发机的心跳包时戳作差，判断时间差是否超过设定的超时等待时长阈值，若是，则上报给上级控制平台，及时对收发硬件设备状态进行确认，排除网络连接和设备设施问题；若接收心跳数据正常，健康监测模块对数据进行协议解析，获取有关水下设备电子舱内环境
、
工作参数
、
连接状态相关信息，综合研判得出水声通信收发机工作状态，给出设备健康状况的结论信息，以指导实验员与硬件控制模块的通信实验操作
。
[0024]进一步地，健康监测模块还执行异常状态处理，包括水声接收机
TCP
断开重连处理
、
协同工作模式指令重传处理与各类错误警示信息检测上报处理
。
[0025]进一步地，状态显示模块中，网络连接状态包括硬件设备网络地址与连接状态，通信机工作状态包括水声通信收发机的心跳状态
、
水声通信发射机的信号装订状态和水声通信接收机的数据采集状态，实验流程处理状态显示单元以文字形式可视化当前控制系统的执行操作与执行情况，故障与警告信息显示单元报告当前的错误与警示信息，并给出相应处置指引建议
。
[0026]第二方面，提供一种水声通信系统，包括：水声通信机
、
水声通信机控制装置
、
水声通信机控制装置的上级控制设备，所述水声通信机包括水声通信发射机和水声通信接收机，水声通信机与水声通信机控制装置通过水密接头转水晶头网线连接，所述水声通信机控制装置为根据本专利技术第一方面所述的水声通信机控制装置，所述水声通信机控制装置的
上级控制设备为远程计算机或设置于水声通信机控制装置本身的控制平台软件
。
[0027]相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0028](1)
实验操作简便
。
一台控制装置整合收发端数据与状态信息，指导操作人员进行硬件控制，克服了以往收发端需要布置人员保持通讯的缺陷
。
[0029](2)
接收信号处理便捷，协同工作模式下，收发端统一调配，接收端仅在发射端发射信号时进行采集上传，按实验次数对信号进行打包标注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水声通信机控制装置，其特征在于，控制装置与包括水声通信发射机和水声通信接收机的水声通信机相连，并提供人机交互界面进行人工控制，所述控制装置具体包括：参数设置模块：用于设置控制装置本地
、
水声通信机和
/
或网络远程控制终端的网络地址与端口，便于后续网络初始化工作的进行；网络通信模块：用于与水声通信发射机和水声通信接收机进行网络连接和通讯，水声通信发射机和水声通信接收机周期性发送心跳报文至网络通信模块；硬件控制模块：用于根据人机交互界面设置的工作模式，控制水声通信发射机和
/
或水声通信接收机完成相应的工作，包括水声通信收发机连接
、
水声通信发射机装订
、
水声通信发射机发射
、
水声通信接收机采集功能；健康监测模块：用于对水声通信机的连接状态
、
工作状态进行实时健康监测，当出现网络连接和
/
或设备工作异常情况时，予以异常处理和上报；状态显示模块：用于经由显示界面显示网络连接状态
、
通信机工作状态
、
实验流程处理状态以及故障与警告信息；存储模块：用于存储完成的通信过程的接收数据至本地，以当前时戳命名数据文件，等待后续处理；远程控制模块：用于建立
UDP
服务，监听网络远程控制终端的控制指令报文
。2.
根据权利要求1所述的水声通信机控制装置，其特征在于，所述网络通信模块通过水密接头转水晶头网线连接的方式与水声通信机进行网络连接和通讯
。3.
根据权利要求1所述的水声通信机控制装置，其特征在于，所述网络通信模块与水声通信机进行全双工通信，将所述硬件控制模块涉及的控制参数和工作模式参数遵循数据协议进行封装，发送至水声通信机硬件设备；接收并解析来自水声通信机硬件设备的状态与数据信息，为所述健康监测模块和状态显示模块提供判断依据
。4.
根据权利要求1所述的水声通信机控制装置，其特征在于，所述工作模式包括独立工作模式和协同工作模式，其中，独立工作模式下由水声通信发射机独立完成信号发射或者由水声通信接收机独立完成信号接收，协同工作模式下由水声通信发射机独立发射和水声通信接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李理，生雪莉，陈灿仪，陈迈，许静，程琳，葛威，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：