[發明專利]一種基于藍牙5.0的低功耗魚探儀及其實現方法

在審

• 申請號: 202210674510.1
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115079179A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 施劍;羅宇;厲彥一
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01S15/96
• 分類號: G01S15/96;G01S7/539;G01S7/52;H04W4/80;H04W76/14;H04M1/72412
• 代理公司: 威海佩敏專利代理事務所(普通合伙) 37284
• 代理人: 宋益敏

本發明公開了一種基于藍牙5.0的低功耗魚探儀及其實現方法，包含MCU微處理器、聲波發射模塊、聲波接收模塊、換能器、A/D模數轉換模塊、藍牙5.0模塊、電源模塊和遠程客戶端，所述的MCU微處理器分別與聲波發射模塊、A/D模數轉換模塊、藍牙5.0模塊和電源模塊電性連接，所述的聲波發射模塊、聲波接收模塊、換能器、A/D模數轉換模塊和MCU微處理器之間電性連接；實現方法包括：1數據采集傳輸；2遠程客戶端的數據處理。本發明實現了水中魚的識別，能判斷魚的大小；整個系統采用低功耗設計，延長了電池的使用時間；數據的算法處理速度快；電路設計原理簡單、精度高、易于實現，具有良好的應用前景。

【技術領域】

本發明涉及一種基于藍牙5.0的低功耗魚探儀及其實現方法，屬于水下設備探測設備技術領域。

【背景技術】

我國是海洋大國，擁有漫長的海岸線和遼闊的海域，擁有豐富的海洋生物、漁業、礦產、石油、天然氣等海洋自然資源，這些資源直接關系著我國未來的發展。海洋漁業的相關探測設備對我國海洋漁業資源的開發有著重要意義，但是目前我國相關設備的使用顯然沒有西方國家普及，究其根本原因還是由于我國自主研發技術不夠成熟，探測精度較低，批量生產程度不高，所以設備多數依靠進口，但是成本過于昂貴。因此，我國在海洋漁業探測領域，迫切需要技術成熟、工作穩定的魚探儀系統以及解決方案，這對我國海洋漁業領域的發展有著重要的意義。

接收機和數據采集系統是魚探儀接收模塊的重要組成部分。魚探儀接收模塊的主要任務是將水體中的魚類反射的微弱回波信號進行增益放大和濾波；數據采集系統的主要任務是將接收機輸出的模擬信號進行模數轉換、增益控制等相關的信號預處理。接收機與信號采集系統性能的優劣直接影響多波束測深系統的整體性能，因此接收機及數據采集系統設計對于魚探儀接收模塊的有著十分重要的意義。

早在2016年，藍牙技術聯盟就提出了全新的藍牙技術標準——藍牙5.0。藍牙5.0主要針對低功耗設備，有著更廣的覆蓋范圍和相較現在四倍的速度提升。此外藍牙5.0還加入了室內定位輔助功能，結合Wi-Fi可以實現精度小于1米的室內定位。而在速度方面，藍牙5.0的傳輸速度上限為24Mbps,是之前4.2LE版本的兩倍，傳輸級別更是達到無了損級別。工作距離方面，藍牙5.0的有效工作距離可達300米，是之前4.2LE版本的4倍。除此之外，藍牙5.0還添加了導航功能，可以實現1米的室內定位。最后為應對移動客戶端需求，藍牙5.0功耗更低，且兼容老的版本。

但是由于魚探儀大部分為儲電型工作，在電池電量有限的情況下，如何延長設備的工作時間變現的十分重要，目前現有的魚探儀在接收部分的功耗較高，并且信號接收裝備大多為專用設備，體積較大而且不便于攜帶，因此亟待設計一種能夠實現低功耗低條件下工作的，并且便于攜帶的魚探儀系統。

【發明內容】

本發明的目的在于，為了克服現有技術中存在的不足，提供了一種基于藍牙5.0的低功耗魚探儀及其實現方法。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明的一種基于藍牙5.0的低功耗魚探儀，包含MCU微處理器、聲波發射模塊、聲波接收模塊、換能器、A/D模數轉換模塊、藍牙5.0模塊、電源模塊和遠程客戶端，所述的MCU微處理器分別與聲波發射模塊、A/D模數轉換模塊、藍牙5.0模塊和電源模塊電性連接，所述的聲波發射模塊、聲波接收模塊、換能器、A/D模數轉換模塊和MCU微處理器之間電性連接。

所述的MCU微處理器用以完成對回波信號的采樣，以一次回波信號的完整采樣為一包數據，通過藍牙5.0模塊發送到遠程客戶端。

所述的換能器工作時需要換能器、聲波發射模塊和聲波接收模塊協同工作，在MCU微處理器控制下，產生激勵信號讓換能器發射和接收超聲波，完成電能與聲能的相互轉換。

所述的藍牙5.0模塊用以實現魚探儀系統與遠程客戶端之間進行無線數據傳輸。

所述的電源模塊用以對電池的保護和魚探儀系統的供電管理，魚探儀系統離開水面時整個硬件處于斷電狀態，魚探儀系統入水時整個系統電路聯通。