[實用新型]一種水下非接觸式通訊器

無效

• 申請號: 201120097291.2
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN201985868U
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 楊燦軍;史劍光;盧正華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及一種應用于深海及其它水下環境的水下非接觸式通訊器。

背景技術

在深海環境、資源、地質等方面研究中，實現水下設備間的通訊是一項關鍵技術，具有十分重要的意義。傳統的水下無線通訊方式包括聲學通訊以及光學通訊。聲學通訊的通訊距離遠，但是傳輸速率慢，而光學通訊易受水下條件制約，目前還沒有發展成熟的技術。而無線電通訊技術已經發展得十分成熟，但是由于水下電磁波衰減很快，水下電磁通訊裝置并未得到重視。而經過試驗，我們發現在水下較近的距離內，電磁波通訊是可以可靠實現的。AUV與海底觀測網絡的對接，海底采樣設備與運載器的通訊，都要用到近距離非接觸的通訊裝置。

發明內容

本實用新型的目的提出一種結構簡單、工作可靠、控制簡單、能夠適應深海高壓環境下設備間高速通訊的水下非接觸式通訊器。

本實用新型的水下非接觸式通訊器包括密封腔體，安裝在密封腔體內的無線網卡、無線傳輸電路和電池，網卡天線從密封腔體的前端蓋伸入腔體內與無線網卡相連，在網卡天線上套有耐壓天線保護套，在密封腔體的后端蓋上安裝有水密接插件，無線傳輸電路包括ARM9芯片模塊，以及與ARM9芯片模塊相連的串口模塊、電源模塊、USB接口模塊、JTAG接口模塊和SD卡模塊，無線網卡接在USB接口模塊上，串口模塊和電源模塊均與水密接插件相連，電源模塊另一端口與電池相連。

本實用新型中，所述的無線網卡可以是采用傳輸速度為11M/s的IEEE?802.11g協議的無線網卡。耐壓天線保護套可以采用玻璃鋼保護套。

本實用新型的水下非接觸式通訊器結構簡單、工作可靠、控制簡單、能夠實現深海高壓環境下設備間的高速通訊。

附圖說明

圖1是水下非接觸式通訊器的結構示意圖。

圖2是水下非接觸式通訊器中的無線傳輸電路原理示意圖。

圖中：1.?后端蓋，2.?密封腔體，3.?O型密封圈、4.?天線保護套，5.?網卡天線，6.?無線網卡，7.?無線傳輸電路，8.固定用元件，9.?螺釘，10.?水密接插件，?11.?電池，21.ARM9芯片模塊，22.串口模塊，23.電源模塊，24.USB接口模塊，25.JTAG接口模塊，26.SD卡模塊。

具體實施方式

參照圖1和圖2，水下非接觸式通訊器包括密封腔體2，安裝在密封腔體2內的無線網卡6、無線傳輸電路7和電池11，網卡天線5從密封腔體2的前端蓋12伸入腔體內與無線網卡6相連，在網卡天線5上套有耐壓天線保護套4，在密封腔體2的后端蓋1上安裝有水密接插件10，無線傳輸電路7包括ARM9芯片模塊21，以及與ARM9芯片模塊21相連的串口模塊22、電源模塊23、USB接口模塊24、JTAG接口模塊25和SD卡模塊26，無線網卡6接在USB接口模塊24上，串口模塊22和電源模塊23均與水密接插件10相連，電源模塊23另一端口與電池11相連。

前、后端蓋裝有O形徑向靜密封圈3，?從而使該通訊器可以在深海高壓環境下工作。網卡天線用玻璃鋼天線保護套封裝，既能讓電磁波順利通過，又擁有較強的耐壓耐腐蝕能力。水密接插件可以方便的與其它設備連接。無線網卡采用傳輸速度為11M/s的IEEE?802.11g協議，傳輸速率遠高于傳統的水下通訊設備，且具有很強的搞干擾能力。ARM9芯片模塊可以是以S3C2440為核心的芯片模塊。天線采用直線型的全向天線，體積小，增益能夠滿足要求。

ARM9芯片模塊裝有LINUX嵌入式操作系統，有很強的可靠性和擴展能力，無線網卡的驅動程序被植入操作系統中，實現了ARM9芯片模塊跟該型號無線網卡的協同工作。無線網卡通過USB接口跟ARM9芯片模塊連接。JTAG接口模塊用于燒寫程序。電源模塊接電池，并且通過水密接插件也可以和外部電源相連，將所輸送的電壓轉換為設備工作所需的電壓。串口模塊通過水密接插件跟外部接連，用于外部設備跟通訊器之間傳輸數據，外部設備也可以通過該模塊對通訊器進行控制。SD卡模塊作為通訊器的主要儲存設備，用于暫存需要發送的數據和接收到的數據。

使用時，用水密接插件將通訊器跟終端設備（如水下設備的工控機）連接。如果水下設備提供電源，通訊器工作在外部電源模式下，適用于長時間工作。如果水下設備不提供電源，通訊器工作在內部電源模式下，適用于短時間工作。

接上終端設備后，可以通過串口模塊對通訊器進行控制，如果不需要傳輸數據，可以使ARM9芯片模塊處于休眠狀態。需要傳輸數據時，在終端輸入命令，喚醒通訊器。終端設備通過串口模塊將數據傳給通訊器，儲存在通訊器的SD卡模塊中。當兩臺通訊器相互靠近到一定的距離，無線信道接通，數據傳輸程序將發送通訊器中的數據傳輸到接收通訊器并儲存在接收通訊器的SD卡模塊中，數據傳輸完畢，即可將兩個通訊器分開。接收通訊器SD卡模塊中的數據通過串口模塊傳輸給接收終端。以此實現高速非接觸式數據傳輸。實際應用時，兩個通訊器的功能是完全相同的，都兼有數據發送和接收的能力，只要SD卡模塊中存在待傳數據，接通時通訊器就會將待傳數據向對方傳輸。按照初始設定，數據傳輸程序是自動啟動的，只要傳輸信道接通，就自動傳輸數據。為便于控制，也可以通過終端輸入命令的方式人為控制傳輸程序啟動。這種模式下，只有當接收到命令時，通訊器才開始數據傳輸。