[實用新型]一種超低功耗水聲通信節點

有效

• 申請號: 202121406598.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN215773128U
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 倪秀輝;袁幸杰;鞏小東;鄭軼;孟雍祥;馮向超;王亞洲;李新娟;王芳
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04W52/02
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 趙梅

本實用新型公開了一種超低功耗水聲通信節點，包包括水聲換能器、用于完成信號的采集、信號處理、通信及控制的主控電路、用于放大并發送相關信號的功放電路和用于偵聽水中的通信信息使系統快速上電并進入正常的工作狀態的值班電路，值班電路中設置有時鐘電路、值班喚醒電路、值班放大電路、數字供電電路、模擬采集供電電路、3軸加速度傳感器電路、通信電路、ADC采集電路、外部RAM、存儲電路和信號調制電路。本實用新型通過模塊化的電路及低功耗設計使水聲通信節點體積小，重量輕，使用更加靈活，高性能處理單元集成了信號處理，控制等功能于一體，提高了運算效率，減少了系統整體功耗，且有利于實現系統的小型化。

技術領域

本實用新型涉及水聲通信技術領域，具體為一種超低功耗水聲通信節點。

背景技術

目前已知的能量輻射形式而言，聲波是水下無線通信的最佳載體。因而水聲通信也成為了海洋中無線信息傳輸的主要技術手段。其在海洋環境監測、水下航行器/載人潛水器作業等方面有著廣泛應用。

水聲信道是所有通信信道中最為復雜的信道之一,其衰落、多徑效應、時變性等特點使得許多經典的通信技術無法直接應用于水聲信道。因此為了保證通信成功率，早期的水聲通信機的信號處理單元運算速度較低大都需要DSP與FPGA搭配作為信號處理單元進行水聲信號的監聽、處理，而后通過主控芯片進行信息的偵聽、傳輸，其運算時間長，功率消耗較大。而且水下設備大多使用電池供電，不便于設備的小型化，因此提供一款低功耗、性能穩定的水聲通信設備具有重要的意義。

隨著微處理器和新的信號處理器的出現，使得許多需要進行大量運算的信號處理方法的實現成為可能。輔之以信號值班電路，可使系統的功耗得到極大的降低。目前水聲通信節點體積大、操作靈活性差及可靠性低等缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種超低功耗水聲通信節點，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種超低功耗水聲通信節點，包括水聲換能器、用于完成信號的采集、信號處理、通信及控制的主控電路、用于放大并發送相關信號的功放電路和用于偵聽水中的通信信息使系統快速上電并進入正常的工作狀態的值班電路，所述值班電路中設置有時鐘電路、值班喚醒電路、值班放大電路、數字供電電路、模擬采集供電電路、3軸加速度傳感器電路、通信電路、ADC采集電路、外部RAM、存儲電路和信號調制電路。

作為優選，所述水聲換能器的電路板采用堆疊的方式連接，數字板與功放板之間設置有固定及散熱用的金屬板。

作為優選，所述值班喚醒電路通過P31進入放大器中，進行信號放大，通過分壓后將信息傳入值班采集電路中進行軟件濾波，檢測是否存在喚醒碼，若存在喚醒碼則通過IO出發主控電源的使能引腳，使主控電路完成上電初始化操作，而后主控電路將要發送信息通過信號調理電路合成并通過功放板向外發送喚醒反饋信號，并開啟ADC進入信息接收流程。

作為優選，所述3軸加速度傳感器電路用于檢測水聲MODEM整體姿態。

作為優選，所述通信電路用于通過有纜方式向進行信息收發，ADC采集電路用于采集水聲信息。

作為優選，所述外部RAM用于擴展主控芯片內存輔助進行信息處理。

作為優選，所述存儲電路用于接收到的信息并配置文件。

作為優選，所述信號調制電路用于調制待發送的信號并驅動功放板工作，將待發送的信息通過換能器發射出去。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：