本发明专利技术提供一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输系统及方法。该系统主要由包括探测端、中继端、信息处理中心端，提出水下水声通信和水上无线电通信方式联合进行数据传输的方案，将测量传感器数据通过探测端的数据前置处理与控制接口模块进行打包，通过水声通信MODEM完成信息编码、调制、发射、接收，在测量端与中继端之间进行数据交换，在中继端实现水声通信MODEM与射频通信模块的数据交换，最后将传感器数据经射频无线电通信传输到信息处理中心端进行统一分析处理，实现了水文测量信息的远程监测与测量设备的远程控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水声技术及通信
，特别涉及基于水声通信与射频通信实现信息远程传输的无线传输系统。
技术介绍
随着各种水下测量传感器技术的发展，实现水文环境信息的测量的难题已经基本解决。但是在混浊浅水水域实现水文测量信息的远程传输却十分困难，尤其是在行船较多的航道上。传统的采用水下电缆连接实现水下信息传输的方法，存在高流速条件下的水下复杂工程环境电缆连接的安全性问题、远程传输过程中的成本问题、航道行船的损坏问题和观测站点选择的灵活性问题等。因此，开发一种无线传输系统，实现混浊浅水水文测量信息用无线传输代替有缆水下数据传输，具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，结合水声通信与无线电通信提出了。本专利技术是通过如下技术方案实现的:一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输系统，包括探测端、中继端、信息处理中心端，其中，探测端包括测量传感器、数据前置处理与控制接口模块和水声通信MODEM-A,中继端包括射频通信模块A和水声通信M0DEM-B，信息处理中心端包括射频通信模块B和显示控制平台；数据上行过程中，测量传感器数据在数据前置处理与控制接口模块中完成数据打包，由水声通信MODEM-A编码调制后通过水声信道将数据传给中继端的水声通信M0DEM-B，在中继端完成信息出水并通过射频通信模块A将数据传给信息处理中心端的射频通信模块B，射频通信模块B将数据传送给信息处理中心端的显示控制平台完成数据处理、存储、显示和监控；数据下行过程中，信息处理中心发送指令，通过信息处理中心端的射频通信模块B将数据传输给中继端的射频通信模块A，射频通信模块A再通过RS232串口将数据传输至水声通信M0DEM-B，实现信息入水，然后水声通信MODEM-B通过水声信道将信息传输给探测端的水声通信M0DEM-A，水声通信MODEM-A通过RS232串口将数据传给数据前置处理与控制接口模块完成数据打包，数据前置处理与控制接口模块通过RS485串口访问或控制测量传感器。一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输方法，具体包括系统初始化过程和水文信息测量、传输、显示过程，其中初始化过程包括以下步骤:步骤一:探测端的水声通信MODEM-A与中继端的水声通信MODEM-B之间参数自适应配置初始化；步骤二:完成步骤一后，信息处理中心端操作人员通过显示控制平台测试射频通信模块B与显示控制平台间信道通信正常、通过射频通信模块B测试中继端的射频通信模块A与中继端的水声通信MODEM-B之间的信道通信正常、最后测试探测端的水声通信MODEM-A与测量传感器之间的信道通信正常；在完成上述初始化过程后，根据本传输系统的通信协议实现水文信息的测量、无线数据传输、信息处理中心端的显示与控制，具体实现步骤如下:步骤三:信息处理中心端发送命令，使得某一测量传感器或多个测量传感器同时采集水文信息，探测端数据前置处理与控制接口模块读取测量传感器数据并实现数据封装，通过RS232串口将封装好的测量信息传输至探测端的水声通信MODEM-A ；步骤四:探测端的水声通信MODEM-A完成信息编码后通过水声信道传输至中继端的水声通信M0DEM-B，水声通信MODEM-B将接收到的信息传输至中继端的射频通信模块A，射频通信模块A再通过射频信道将信息传输至信息处理中心端的射频通信模块B ；步骤五:信息处理中心端的射频通信模块B通过RS232串口将信息传输至显示控制平台，完成信息处理与显示。进一步地，所述的探测端的水声通信MODEM-A与中继端的水声通信MODEM-B之间的参数自适应配置，其实现过程具体包括以下步骤:步骤一:探测端的水声通信MODEM-A与中继端的水声通信MODEM-B上电；步骤二:探测端的水声通信MODEM-A按照发射周期3s、发射功率3dB步长递减发送功率档位信息加双方约定的握手信息；步骤三:中继端的水声通信MODEM-B接收并统计对应各功率档位的误码率，待完成全部档位信息接收后，中继端的水声通信MODEM-B用误码率最低的通信参数配置自己；步骤四:中继端的水声通信MODEM-B将最优的通信参数信息以约定的格式发送至探测端的水声通信M0DEM-A，水声通信MODEM-A根据接收到的参数信息完成自身配置。本专利技术能够带来以下有益效果:本专利技术应用于浅水航道的水文信息探测，探测点可以灵活选择，利用一对水声通信节点实现水下无线传输，将中继端选取在合适地点实现信息出水，利用射频通信将测量信息传输至显示控制平台，从而解决了水下传感器参数信息有缆传输安全性、成本及观测站点选择不灵活等方面的问题，无线数据传输实现了探测端与中继端远程控制。【附图说明】:图1是本专利技术的无线传输系统工作流程图；图2是本专利技术的水声通信MODEM硬件电路原理框图；图3是本专利技术的FH-FSK通信原理框图；图4是本专利技术的原始通信速率为240bps、频点最小间隔为80Hz的跳频图案；图5是本专利技术的原始通信速率为240bps、频点最小间隔为480Hz的跳频图案；图6是本专利技术的原始通信速率为160bps、频点最小间隔为480Hz的跳频图案；图7是本专利技术的水声通信MODEM自适应参数配置工作流程图；图8是本专利技术的中继端配置水声通信MODEM参数指令图；图9是本专利技术的中继端询问水声通信MODEM参数指令图；图10是本专利技术的中继端水声通信MODEM上传参数指令图；图11是本专利技术的中继端水声通信MODEM配置正确应答指令图；图12是本专利技术的中继端水声通信MODEM配置错误应答指令图；图13是本专利技术的探测端配置远端水声通信MODEM参数指令图；图14是本专利技术的探测端询问远端水声通信MODEM参数指令图；图15是本专利技术的探测端配置/返回传感器参数指令图；图16是本专利技术的探测端询问传感器参数指令图；图17是本专利技术的探测端访问传感器数据指令图；图18是本专利技术的探测端返回数据指令形式图；附图标记说明:探测端(I)、中继端(2)、信息处理中心端(3)、信号处理单元(4)、模拟信号输入与处理单元(5 )、功率放大单元(6 )、收发合置换能器(7 )、供电单元(8 )。【具体实施方式】下面结合附图和具体实例对本专利技术进行详细的说明:图1是水文测量信息的无线传输系统工作流程图，系统包括探测端1、中继端2、信息处理中心端3。水上数据传输部分主要采用无线电信道，在水下部分采用水声信道，在水面以上部分采用甚高频无线电信道。探测端I包括测量传感器、数据前置处理与控制接口模块和水声通信M0DEM-A，中继端2包括射频通信模块A和水声通信M0DEM-B，信息处理中心端3包括射频通信模块B和显示控制平台。数据上行过程中，测量传感器数据在数据前置处理与控制接口模块中完成数据打包，由水声通信MODEM-A编码调制后通过水声信道将数据传给中继端2的水声通信M0DEM-B，在中继端2完成信息出水并通过射频通信模块A将数据传给信息处理中心端3的射频通信模块B，射频通信模块B将数据传送给信息处理中心端3的显示控制平台完成数据处理、存储、显示和监控。数据下行过程中，信息处理中心发送指令，通过信息处理中心端3的射频通信模块B将数据传输给中继端2的射频通信模块A，射频通信模块A再通过RS232串口将数据传输至水声通信MODEM-B，实现信息入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输系统，其特征在于：包括探测端、中继端、信息处理中心端，其中，探测端包括测量传感器、数据前置处理与控制接口模块和水声通信MODEM‑A，中继端包括射频通信模块A和水声通信MODEM‑B,信息处理中心端包括射频通信模块B和显示控制平台；数据上行过程中，测量传感器数据在数据前置处理与控制接口模块中完成数据打包，由水声通信MODEM‑A编码调制后通过水声信道将数据传给中继端的水声通信MODEM‑B，在中继端完成信息出水并通过射频通信模块A将数据传给信息处理中心端的射频通信模块B，射频通信模块B将数据传送给信息处理中心端的显示控制平台完成数据处理、存储、显示和监控；数据下行过程中，信息处理中心发送指令，通过信息处理中心端的射频通信模块B将数据传输给中继端的射频通信模块A，射频通信模块A再通过RS232串口将数据传输至水声通信MODEM‑B，实现信息入水，然后水声通信MODEM‑B通过水声信道将信息传输给探测端的水声通信MODEM‑A，水声通信MODEM‑A通过RS232串口将数据传给数据前置处理与控制接口模块完成数据打包，数据前置处理与控制接口模块通过RS485串口访问或控制测量传感器。...
【技术特征摘要】
1.一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输系统，其特征在于:包括探测端、中继端、信息处理中心端，其中，探测端包括测量传感器、数据前置处理与控制接口模块和水声通信MODEM-A，中继端包括射频通信模块A和水声通信MODEM-B，信息处理中心端包括射频通信模块B和显示控制平台；数据上行过程中，测量传感器数据在数据前置处理与控制接口模块中完成数据打包，由水声通信MODEM-A编码调制后通过水声信道将数据传给中继端的水声通信M0DEM-B，在中继端完成信息出水并通过射频通信模块A将数据传给信息处理中心端的射频通信模块B，射频通信模块B将数据传送给信息处理中心端的显示控制平台完成数据处理、存储、显示和监控；数据下行过程中，信息处理中心发送指令，通过信息处理中心端的射频通信模块B将数据传输给中继端的射频通信模块A，射频通信模块A再通过RS232串口将数据传输至水声通信M0DEM-B，实现信息入水，然后水声通信MODEM-B通过水声信道将信息传输给探测端的水声通信M0DEM-A，水声通信MODEM-A通过RS232串口将数据传给数据前置处理与控制接口模块完成数据打包，数据前置处理与控制接口模块通过RS485串口访问或控制测量传感器。2.一种适用于混浊浅水的水文测量信息无线传输方法，其特征在于:具体包括系统初始化过程和水文信息测量、传输、显示过程，其中初始化过程包括以下步骤: 步骤一:探测端的水声通信MODEM-A与中继端的水声通信MODEM-B之间参数自适应配直初始化； 步骤二:完成步骤一后，信息处理中心端操作人员通过显示控制平台测试射频通信模块B与显示控制平台间信道通信正常、通过射频通信模块B测试中继端的射频通信模块A与中继端的水声通信MODEM-B之间的信道通信正常、最后测试探测端...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳志杰，张宏滔，谢哲，王忠康，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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