[發(fā)明專利]水下無線聲信標(biāo)及其多地址編碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711217242.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN107831466B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛睿;何海興;尹彩玲;付奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興易聲電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S1/72
• 分類號(hào): G01S1/72
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33253
• 代理人: 李伊飏

本發(fā)明公開了水下無線聲信標(biāo)及其多地址編碼方法。所述水下無線聲信標(biāo)多地址包括換能器、收發(fā)合置開關(guān)、發(fā)射機(jī)模塊、接收機(jī)模塊、處理器模塊、電源管理模塊和外設(shè)接口模塊。所述換能器用于電聲或者聲電轉(zhuǎn)換。所述收發(fā)合置開關(guān)由兩對(duì)開關(guān)二極管組成，上述開關(guān)二極管用于隔離發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。所述發(fā)射機(jī)模塊由D類功放和匹配電路組成，通過D類功放和匹配電路將發(fā)射信號(hào)功率放大，以便推動(dòng)換能器。本發(fā)明公開的水下無線聲信標(biāo)和水下無線聲信標(biāo)多地址編碼方法，采用時(shí)頻編碼方法，可快速產(chǎn)生聲信標(biāo)的多地址編碼，并可據(jù)此方法進(jìn)行更多地址擴(kuò)展，解決了需區(qū)分大量聲信標(biāo)地址碼的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下聲信標(biāo)，具體涉及水下無線聲信標(biāo)多地址編碼方法，適用于靶場(chǎng)測(cè)量、海洋石油勘探開發(fā)、海底施工等海洋工程，可用于對(duì)水下航行體或載體等水下目標(biāo)進(jìn)行精確定位。

背景技術(shù)

隨著海洋事業(yè)的發(fā)展，在海洋探測(cè)研究、海洋工程、海洋礦產(chǎn)資源、水下考古、海洋國(guó)防建設(shè)等方面，都離不開水下定位系統(tǒng)為其提供高精度、高質(zhì)量的定位數(shù)據(jù)。聲信標(biāo)廣泛應(yīng)用于水下定位系統(tǒng)中，在被測(cè)載體上安裝水下聲信標(biāo)，測(cè)量水下目標(biāo)聲源到定位系統(tǒng)接收陣元之間的時(shí)延差確定二者之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)的定位與導(dǎo)航。拖纜和海底電纜地震勘探技術(shù)是海洋油氣勘探最重要的技術(shù)手段，廣泛使用水聲定位技術(shù)定位目標(biāo)位置，提高勘探數(shù)據(jù)質(zhì)量。作業(yè)時(shí)在海底電纜上布放聲信標(biāo)陣列，并對(duì)數(shù)以千計(jì)的聲信標(biāo)進(jìn)行聲學(xué)定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，針對(duì)上述狀況，提供一種水下無線聲信標(biāo)和一種水下無線聲信標(biāo)多地址編碼方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，所述水下無線聲信標(biāo)多地址包括換能器、收發(fā)合置開關(guān)、發(fā)射機(jī)模塊、接收機(jī)模塊、處理器模塊、電源管理模塊和外設(shè)接口模塊，其中：

所述換能器用于電聲或者聲電轉(zhuǎn)換；

所述收發(fā)合置開關(guān)由兩對(duì)開關(guān)二極管組成，上述開關(guān)二極管用于隔離發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；

所述發(fā)射機(jī)模塊由D類功放和匹配電路組成，通過D類功放和匹配電路將發(fā)射信號(hào)功率放大，以便推動(dòng)換能器；

所述接收機(jī)模塊包括模擬調(diào)理器，所述模擬調(diào)理器對(duì)于由換能器接收的輸入信號(hào)進(jìn)行不失真放大濾波，同時(shí)將經(jīng)過放大濾波的輸入信號(hào)送給處理器模塊，以便處理器模塊進(jìn)行采樣及后置處理。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述電源管理模塊包括電池、電源接口單元、電源變換單元和電源控制單元。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述外設(shè)接口模塊包括無線串口模塊，所述處理器模塊通過無線串口模塊與外置的控制系統(tǒng)雙向交互。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述外設(shè)接口模塊包括深度采集單元和電壓采集單元。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述換能器設(shè)置有2個(gè)硫化電極針。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述處理器模塊采用TI公司的16位微控制器MSP430F5438A。

根據(jù)上述技術(shù)方案，所述接收機(jī)模塊包括接收機(jī)喚醒電路，該接收機(jī)喚醒電路順次設(shè)置有一級(jí)放大電路、門限電路、RC積分電路和寬度比較電路，所述接收機(jī)喚醒電路與處理器模塊相接。

本發(fā)明還公開了水下無線聲信標(biāo)多地址編碼方法，包括以下步驟：

步驟S1：確立聲信標(biāo)脈沖頻點(diǎn)；

步驟S2：確立聲信標(biāo)脈沖頻率編碼組合；

步驟S3：確立聲信標(biāo)脈沖時(shí)間編碼組合；

步驟S4：產(chǎn)生地址和頻率以及時(shí)間編碼組合對(duì)應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)上述技術(shù)方案，在步驟S2中，從4個(gè)頻點(diǎn)中選擇3個(gè)作為詢問脈沖頻點(diǎn)。