[發明專利]一種潛水器通信系統及通信方法

有效

• 申請號: 201810111599.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108282220B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 袁堅
• 申請（專利權）人: 深圳紐蘭德科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W4/70;H04W4/48;H04W88/04
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 馬驍;于潔

1.一種潛水器通信系統，其特征在于，包括：船載通信站、通信中轉器和潛水器；

所述船載通信站設置在通信船上，所述通信中轉器可以懸浮在水中；

所述船載通信站，用于向所述通信中轉器發送下行通信數據，并接收來自所述通信中轉器的上行通信數據；

所述通信中轉器，用于接收來自所述船載通信站的所述下行通信數據，并通過無線通信的方式將所述下行通信數據發送給所述潛水器，以及通過無線通信的方式接收來自所述潛水器的所述上行通信數據，并將所述上行通信數據發送給所述船載通信站；

所述潛水器，用于通過無線通信的方式接收來自所述通信中轉器的所述下行通信數據，并通過無線通信的方式向所述通信中轉器發送所述上行通信數據；

所述通信中轉器包括：上通信部和下通信部，其中，所述上通信部與所述下通信部通過通信電纜相連，所述下通信部在水中的深度大于所述上通信部在水中的深度；

所述上通信部，用于接收來自所述船載通信站的所述下行通信數據，并通過所述通信電纜將所述下行通信數據發送給所述下通信部，以及將所述下通信部通過所述通信電纜發送的所述上行通信數據發送給所述船載通信站；

所述下通信部，用于通過無線通信的方式接收來自所述潛水器的所述上行通信數據，并通過所述通信電纜將所述上行通信數據發送給所述上通信部，以及通過無線通信的方式將來自所述上通信部的所述下行通信數據發送給所述潛水器；

所述下通信部包括：距離探測器、電纜繞線器和運動驅動器；

所述電纜繞線器可以對所述通信電纜進行盤繞；

所述距離探測器，用于探測所述下通信部與所述潛水器之間的距離是否超過預先設定的通信距離閾值，如果是，向所述電纜繞線器和所述運動驅動器發送跟隨信號；

所述電纜繞線器，用于根據所述跟隨信號釋放或收回相對應長度的所述通信電纜；

所述運動驅動器，用于根據所述跟隨信號驅動所述下通信部向靠近所述潛水器的方向運動相對應的距離；

所述距離探測器包括：至少三個信號發射器和數據處理器；

所述下通信部包括球形外殼，所述至少三個信號發射器設置在所述球形外殼的不同位置上；

每一個所述信號發射器，用于向所述潛水器發送脈沖信號，并接收所述脈沖信號被所述潛水器反射形成的反射信號，并將所述反射信號的信號強度值發送給所述數據處理器；

所述數據處理器，用于根據所述至少三個信號發射器分別發送的所述信號強度值，通過如下方程組計算所述潛水器的坐標值；

其中，所述(x，y，z)表征所述潛水器的坐標值，所述(x₁，y₁，z₁)表征所述至少三個信號發射器中第一信號發射器的坐標值，所述(x₂，y₂，z₂)表征所述至少三個信號發射器中第二信號發射器的坐標值，所述(x₃，y₃，z₃)表征所述至少三個信號發射器中第三信號發射器的坐標值，所述ε₁、ε₂和ε₃分別表征所述第一信號發射器、第二信號發射器和第三信號發射器所發送的所述信號強度值，所述k表征常數，所述第一信號發射器、第二信號發射器和第三信號發射器為所述至少三個信號發射器中對應所述信號強度值較大的三個所述信號發射器；

所述數據處理器，還用于根據所述潛水器的坐標值確定所述下通信部與所述潛水器之間的距離，并在所述下通信部與所述潛水器之間的距離超過所述通信距離閾值后，形成攜帶有運動方向信息和運動距離信息的所述跟隨信號發送給所述電纜繞線器和所述運動驅動器；

所述電纜繞線器包括：電纜容納桶和電纜驅動滾輪組；

所述電纜容納桶為圓筒狀結構，在所述電纜容納桶的內側壁上設置有螺紋，所述螺紋的螺距等于所述通信電纜的直徑；

所述電纜容納桶的頂部和底部分別設置有所述通信電纜的電纜入口和電纜出口，其中，所述電纜出口與所述通信電纜固定連接；

所述電纜驅動滾輪組設置在所述電纜入口處，所述電纜驅動滾輪組用于在電動機的帶動下驅動所述通信電纜從所述電纜入口進入或退出所述電纜容納桶，并使得所述通信電纜從所述電纜入口進入所述電纜容納桶后可以沿所述電纜容納桶的徑向由外至內分層螺旋盤繞在所述電纜容納桶內。