一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统，采用浮标作为通信基站进行通信中继，能够实现岸基指挥员与水下潜水员的长距离语音通信，同时通过便携式水下电话终端与潜水员潜水装备的集成，使便携式水下电话终端携带更为方便，从而提高了系统的易用性。

A Portable Underwater Telephone Communication System Based on Buoy Base

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统
本技术涉及水声通信
，具体涉及一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统。
技术介绍
随着陆地资源的急剧消耗，能源等战略物资的匮乏，各个国家都加大了对海洋资源的开发和利用，在不断深入开发的过程中，水下语音通信越来越受到人们的重视。水下工作人员在水下复杂的环境中需要实时和其他工作点或岸基指挥人员进行语音沟通来协同工作，同时把自身状态报告给指挥人员。目前只能通过船基水声电话与水下潜水员通话，水下潜水员无法与岸上指挥员进行语音通话。此外，当前水下语音通信可使用有线通信或是无线电通信，有线通信携带不方便，无线电波在海水中衰减严重，频率越高衰减越大，最远只能达到几十米的通信距离。这两种技术都有一定的局限性。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统，采用浮标作为通信基站进行通信中继，能够实现岸基指挥员与水下潜水员的长距离语音通信，同时通过便携式水下电话终端与潜水员潜水装备的集成，使便携式水下电话终端携带更为方便，从而提高了系统的易用性。本技术提供的一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统，包括浮标基站和便携式水下电话终端；所述便携式水下电话终端以所述浮标基站为中继与卫星进行电话通信；所述浮标基站包括浮标体、基站主机、无线电通信设备、综合业务网关及基站换能器；所述基站主机、无线电通信设备及综合业务网关水密封装在浮标体内；所述综合业务网关与所述基站主机及所述无线电通信设备之间电气连接，通过所述无线电通信设备建立与卫星的无线通信连接；所述基站主机与换能器通过设置在浮标体上的水密连接器电气连接；所述便携式水下电话终端包括防水面罩、终端主机、终端换能器和电池组；所述终端主机分别与所述防水面罩、所述终端换能器及所述电池组电气连接；所述防水面罩上设置有耳机、麦克风和PTT按钮，所述耳机、麦克风和PTT按钮与所述终端主机电气连接；所述浮标基站和便携式水下电话终端之间采用水声通信方式进行通信。进一步地，所述基站主机包括发射部分和接收部分；发射部分，包括模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理电路、放大电路、基站主机MCU、平滑滤波器和换能器功放；模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理和放大电路依次相连后接入基站主机MCU的第二AD转换器，基站主机MCU的第二DA转换器依次连接平滑滤波器和换能器功放后接入所述基站换能器；接收部分，包括模拟信号接口、模拟预处理电路、放大电路、所述基站主机MCU、平滑滤波器、单端转差分电路及模拟语音接口；所述基站换能器、模拟信号接口、模拟预处理电路和放大电路依次相连后接入基站主机MCU的第一AD转换器，基站主机MCU的第一DA转换器依次连接平滑滤波器、单端转差分电路和所述模拟语音接口后接入所述综合业务网关。进一步地，所述终端主机包括发射部分和接收部分；发射部分，包括预处理电路、放大电路、终端主机MCU、平滑滤波器及换能器功放；预处理电路和放大电路连接后接入终端主机MCU的第二AD转换器，终端主机MCU的第二DA转换器依次连接平滑滤波器和换能器功放后接入所述终端换能器；接收部分，包括模拟预处理电路、放大电路、所述终端主机MCU及平滑滤波器；模拟预处理电路与放大电路连接后接入终端主机MCU的第一AD转换器，终端主机MCU的第一DA转换器连接平滑滤波器后接入耳机功放；终端主机MCU进一步连接语音芯片，语音芯片接入耳机功放，语音芯片预存语音菜单。进一步地，所述终端主机外测设置两金属触点和绝缘帽，所述两个金属触点分别与所述终端主机MCU连接；所述终端主机MCU根据两个金属触点间的连接状态关闭或启动便携式水下电话终端；所述连接状态包括两个金属触点通过水作为导体的连通状态，以及其中一个金属触点被绝缘帽盖住而相互隔离的状态。进一步地，所述防水面罩为无源设备。有益效果：(1)本技术通过引入浮标进行通信中继，可形成包括电话通信终端、浮标基站、卫星和岸基指挥终端的通信链路，即便携式水下电话终端可以将语音发送到浮标基站，再由浮标基站转发给卫星，通过卫星的中继，将话音传送给岸基指挥员，同时，岸基指挥员下达的话音指令也能通过卫星发送给浮标基站，再转发给电话通信终端，从而大大拓展了水下蛙人和指挥员的空间通信距离，增加了新的业务方式；(2)通过将电话通信终端的耳机等设备集成到潜水员的防水面罩中，以及在水下电话终端的主机上设置固定装置，可实现便携式水下电话终端与潜水员装备的有效集成，从而使便携式水下电话终端携带更为方便。附图说明图1为基于浮标基的便携式水下电话通信系统结构图。图2为浮标基站原理框图。图3为语音通信上行过程示意图。图4为语音通信下行过程示意图。图5为便携式水下电话终端原理框图。图6为浮标基站工作流程示意图。图7为便携式水下电话终端工作流程示意图。其中，1-金属点。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。本技术提供了一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统及方法，其基本思想是：在便携式水下电话终端和岸基电话终端之间，采用浮标作为通信基站进行通信中继，构建由便携式水下电话终端、浮标基站、卫星和岸基电话终端组成的通信链路，实现岸基指挥员与水下潜水员的长距离语音通信。同时，通过便携式水下电话终端与潜水员潜水装备的集成，使便携式水下电话终端携带更为方便。实施例1：本实施例说明了基于浮标基的便携式水下电话通信系统的结构与功能。基于浮标基的便携式水下电话通信系统包括浮标基站和便携式水下电话终端，其结构及连接关系如图1所示，浮标基站与便携式水下电话终端之间通过换能器转换成的声信号进行通信，浮标基站与卫星之间采用无线电通信。(1)浮标基站的结构与功能。浮标基站包括浮标体、基站主机、无线电通信设备、综合业务网关、换能器、电池组和水密连接器，其结构及连接关系如图2所示。浮标基站的外形结构包括水面部分和水下部分，其中，浮标基水下电话设备主机、无线电通信设备、综合业务网关和电池组封闭安装在水面部分的浮标体内，水下部分为换能器，换能器和浮标体内电路之间通过电缆连接。浮标基站各部分的功能和结构如下所述：基站主机：该设备负责声音信号与电信号的处理与转换，浮标基水下电话设备主机与综合业务网关之间，通过电缆分别传输模拟语音信号、标识语音信号起始结束指令的数字信号，其中起始结束指令通过RS-422数据接口传输；浮标基水下电话设备主机与换能器之间使用电缆连接。无线电通信设备：该设备负责与卫星之间无线电信号的收发，无线电通信设备与综合业务网关通过电缆连接。综合业务网关：该设备负责浮标基水下电话设备主机与无线电通信设备之间的信号转换与控制。换能器：该设备负责电声能量转换。水密连接器：该设备负责与电缆插头相匹配，保证电缆连接的水密性。本技术提供的便携式水下电话终端的终端主机采用滤波法实现单边带调制与解调，其结构如图2所示，下面分别说明各部分的功能与结构：主处理器采用MCU，选用意法半导体公司的STM32F429处理器,主频为180MHz。发射部分：发射部分包括模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理电路、放大电路、基站主机MCU、平滑滤波器和换能器功放；模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理和放大电路依次相连后接入基站主机MCU的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统，其特征在于，包括浮标基站和便携式水下电话终端；所述便携式水下电话终端以所述浮标基站为中继与卫星进行电话通信；所述浮标基站包括浮标体、基站主机、无线电通信设备、综合业务网关及基站换能器；所述基站主机、无线电通信设备及综合业务网关水密封装在浮标体内；所述综合业务网关与所述基站主机及所述无线电通信设备之间电气连接，通过所述无线电通信设备建立与卫星的无线通信连接；所述基站主机与换能器通过设置在浮标体上的水密连接器电气连接；所述便携式水下电话终端包括防水面罩、终端主机、终端换能器和电池组；所述终端主机分别与所述防水面罩、所述终端换能器及所述电池组电气连接；所述防水面罩上设置有耳机、麦克风和PTT按钮，所述耳机、麦克风和PTT按钮与所述终端主机电气连接；所述浮标基站和便携式水下电话终端之间采用水声通信方式进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统，其特征在于，包括浮标基站和便携式水下电话终端；所述便携式水下电话终端以所述浮标基站为中继与卫星进行电话通信；所述浮标基站包括浮标体、基站主机、无线电通信设备、综合业务网关及基站换能器；所述基站主机、无线电通信设备及综合业务网关水密封装在浮标体内；所述综合业务网关与所述基站主机及所述无线电通信设备之间电气连接，通过所述无线电通信设备建立与卫星的无线通信连接；所述基站主机与换能器通过设置在浮标体上的水密连接器电气连接；所述便携式水下电话终端包括防水面罩、终端主机、终端换能器和电池组；所述终端主机分别与所述防水面罩、所述终端换能器及所述电池组电气连接；所述防水面罩上设置有耳机、麦克风和PTT按钮，所述耳机、麦克风和PTT按钮与所述终端主机电气连接；所述浮标基站和便携式水下电话终端之间采用水声通信方式进行通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站主机包括发射部分和接收部分；发射部分，包括模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理电路、放大电路、基站主机MCU、平滑滤波器和换能器功放；模拟语音接口、差分转单端电路、模拟预处理和放大电路依次相连后接入基站主机MCU的第二AD转换器，基站主机MCU的第二DA转换器依次连接平滑滤波器和换能器功放后接入所述基站换能器；接收部分，包括模拟信号接口、模拟预处理电路、放大电路、所述基站主机MCU、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建国，陈兴华，闵志春，温韶娟，闫波涛，马占平，王印，孙淑珍，彭永刚，窦丽娜，张宁，崔欣岳，
申请(专利权)人：北京长城电子装备有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11