一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法技术

本发明专利技术公开了一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法，涉及水下信息通信技术领域，本发明专利技术包括水下无线信标主系统，水下无线信标主系统包括水下通信系统、水面通信系统和信标自毁系统，水下通信系统包括通过电气连接的蓝牙模块和主控模块，水面通信系统包括通过电气连接的频闪灯和北斗模块，信标自毁系统包括通过电气连接的自毁模块和电池组。本发明专利技术为一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法，能够按需将水下数据无缆接收并存储，且待浮出水面后传输至岸端，最后完成信标通信功能后的自毁操作，提高了安全性能，保证数据传输的安全性，使用方便快捷，保障了通信的隐秘性、可控性和灵活性，提高了使用寿命，降低了成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法


[0001]本专利技术涉及水下信息通信
，特别涉及一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法。

技术介绍

[0002]随着海洋观测系统中各类传感器数据通信的业务快速发展，在水下的实现方式主要是通过有线电缆进行传输，在水面的实现方式是主要通过北斗无线传输，北斗短报文通信是我国北斗卫星导航系统附带的一项功能特性。面向传感器网络节点的分布性、便携性和具备预警功能的通信需求，基于北斗传输的水下通信系统的技术特点包括：多角色模式切换，支持一主多从和多主一从的拓扑连接；节点功耗低，具备较长的使用寿命；电气连接结构简单，运行维护成本低。
[0003]目前，市场上已经拥有了许多品牌的水下有线信标机，但由于母体无法同时与较多的相同信标机建立通信链路，或使用多根水密连接电缆，以及多个信标机的释放控制，必然会导致母体连线结构复杂、体积增加和功耗变大；水密连接件的使用，使得信标机和母体的漏水概率增加，同时使用成本急增。另外，部分信标机仍然采用国外铱星通信卫星，而我国北斗三代已经到来，使用北斗系统必是主流趋势，但低功耗的蓝牙与北斗无法自动切换使用。
[0004]以上述所说，目前的水下通信技术不能采用无线模式，针对水下无线信标的水下与水面的通信，本专利技术提供了新的设备装置，实现水下水上数据通信功能，并且拓扑结构简单、使用方式便携和实现成本低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于北斗传输的水下无线信标及水下通信方法，可以有效解决背景技术不能实现多角色切换、多种拓扑结构；使用寿命短和成本高的需求，解决母体无法与多个信标机通信以及增加漏水概率的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于北斗传输的水下无线信标，包括水下无线信标主系统，所述水下无线信标主系统包括水下通信系统、水面通信系统和信标自毁系统，所述水下通信系统包括通过电气连接的蓝牙模块和主控模块，所述水面通信系统包括通过电气连接的频闪灯和北斗模块，所述信标自毁系统包括通过电气连接的自毁模块和电池组；
[0007]主控模块：用于完成水下数据的接收、加密和存储，用于识别下行的指令并转至自毁模块，并上传水下数据，用于完成自毁操作；
[0008]蓝牙模块：用于接收和识别外部配对信息，并将配对后收到的水下数据发送至主控模块；
[0009]频闪灯：用于在信标浮出水面后，通过主控模块控制闪烁频次，进行闪烁预警；
[0010]北斗模块：用于接收岸端下行的指令，并发送主控模块的水下数据；
[0011]自毁模块：用于接收主控模块或北斗模块收到的下行指令以完成自毁。
[0012]优选地，所述主控模块包括存储模块、值班模块和电源模块，所述存储模块储存值班模块的各种数据信息，所述电源模块用于转换电池电压为模块正常工作电压，和控制自毁高电压输出。
[0013]优选地，所述值班模块分别与蓝牙模块、频闪灯、北斗模块、自毁模块和电源模块连接，所述值班模块用于接收蓝牙模块配对后收到的数据，并对水下数据加密和传输至存储模块中进行存储，最后传输至北斗模块上传至岸端，所述值班模块用于接收北斗模块下行指令的识别，并对自毁模块进行控制，所述值班模块用于控制频闪灯的闪烁。
[0014]优选地，所述电源模块用于DC
‑
DC稳压转换给值班模块、蓝牙模块、北斗模块、存储模块提供电能进行工作，所述电源模块用于DC
‑
DC升压转换给自毁模块提供电能进行工作。
[0015]优选地，所述蓝牙模块将接收到的电磁波转换为电信号，再发送至主控模块，所述蓝牙模块与值班模块为双向通信连接。
[0016]优选地，所述北斗模块将接收到的电磁波转换为电信号，再发送至主控模块，所述北斗模块将接收主控模块的电信号转换为电磁波，再进行发送，所述北斗模块与主控模块为双向通信连接。
[0017]优选地，所述电池组将采用多个大容量电池组串并联后的电压，所述电池组的输出端与电源模块的输入端电性连接。
[0018]一种基于北斗传输的水下无线信标的水下通信方法，该方法包括以下步骤：
[0019]步骤1：水下无线信标挂载于母体后上电，并于完成自检程序时加载工作参数；
[0020]步骤2：待入水的水下无线信标收到串口数据，识别并加密和存储本机数据，继续接收全部数据；
[0021]步骤3：通过串口主动发送接收完成状态，待收到接收完成状态确认指令，等待上浮水面后，通过北斗发送水下本机数据；
[0022]步骤4：待循环多次发送水下本机数据后或收到应急自毁指令，立即启动自毁。
[0023]一种基于北斗传输的水下无线信标的水下通信方法，所述步骤1包括以下步骤：
[0024]步骤1.1：蓝牙模块尽可能靠近母体蓝牙部位安装；
[0025]步骤1.2：上电后，主控模块立即执行自检程序，通过北斗模块完成本机校时，并上传当前时间、位置、SIM卡号、MAC地址、电量、内存容量和故障码等心跳信息1次；
[0026]步骤1.3：若主控模块识别到故障码为故障，控制频闪灯快速闪烁，并通过北斗模块等间隔发送心跳信息；
[0027]步骤1.4：若主控模块识别到故障码为正常，跳过步骤1.3，断开北斗模块、频闪灯、自毁模块电源，主控模块进入值班状态，蓝牙模块进入低功耗模式。
[0028]一种基于北斗传输的水下无线信标的水下通信方法，所述步骤3包括以下步骤：
[0029]步骤3.1：蓝牙模块先进入透传模式发送，再进入低功耗模式接收，最后进入睡眠模式；
[0030]步骤3.2：北斗模块浮出水面后上电，首先上传当前时间、位置、SIM卡号、MAC地址、电量、内存容量和累加的故障码等心跳信息1次，然后上传水下本机数据。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0032]1、相比于传统的水下有线信号传输，本专利技术采用了无线的组网通信方式，避免了
有线带来的多设备通信失败、漏水风险问题，在确保数据真实有效的基础上，提高了信标及母体的可靠性。
[0033]2、本专利技术采用的信标挂载于带蓝牙的母体上，全程为无线连接，是对水下和水面两种环境的综合考虑，将蓝牙、北斗传输技术融合，不仅使本专利技术具有便携可用性，也在环境条件的限制下最大程度地保证了水下信标的性价比。
[0034]3、本专利技术采用水下蓝牙通信装置和水面北斗通信装置，均采用成熟的数据传输方式和标准通信协议，保证了数据传输的稳定性和扩展性，采用的信标通过内置大容量电池组和存储模块自容式工作，支持自毁功能，保证了数据传输的安全性。
[0035]4、本专利技术提供的基于北斗传输的水下通信方法，步骤简单有效，均存在部分传输距离下的丢包率为0％，说明水下利用电磁波信号传输是可行的，亦能说明海水中的传输距离存在，其可靠性强、安全性和灵活性高。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗传输的水下无线信标，包括水下无线信标主系统，其特征在于：所述水下无线信标主系统包括水下通信系统、水面通信系统和信标自毁系统，所述水下通信系统包括通过电气连接的蓝牙模块(1)和主控模块(4)，所述水面通信系统包括通过电气连接的频闪灯(2)和北斗模块(3)，所述信标自毁系统包括通过电气连接的自毁模块(5)和电池组(6)；主控模块(4)：用于完成水下数据的接收、加密和存储，用于识别下行的指令并转至自毁模块(5)，并上传水下数据，用于完成自毁操作；蓝牙模块(1)：用于接收和识别外部配对信息，并将配对后收到的水下数据发送至主控模块(4)；频闪灯(2)：用于在信标浮出水面后，通过主控模块(4)控制闪烁频次，进行闪烁预警；北斗模块(3)：用于接收岸端下行的指令，并发送主控模块(4)的水下数据；自毁模块(5)：用于接收主控模块(4)或北斗模块(3)收到的下行指令以完成自毁。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗传输的水下无线信标，其特征在于：所述主控模块(4)包括存储模块(41)、值班模块(42)和电源模块(43)，所述存储模块(41)储存值班模块(42)的各种数据信息，所述电源模块(43)用于转换电池电压为模块正常工作电压，和控制自毁高电压输出。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗传输的水下无线信标，其特征在于：所述值班模块(42)分别与蓝牙模块(1)、频闪灯(2)、北斗模块(3)、自毁模块(5)和电源模块(43)连接，所述值班模块(42)用于接收蓝牙模块(1)配对后收到的数据，并对水下数据加密和传输至存储模块(41)中进行存储，最后传输至北斗模块(3)上传至岸端，所述值班模块(42)用于接收北斗模块(3)下行指令的识别，并对自毁模块(5)进行控制，所述值班模块(42)用于控制频闪灯(2)的闪烁。4.根据权利要求3所述的一种基于北斗传输的水下无线信标，其特征在于：所述电源模块(43)用于DC
‑
DC稳压转换给值班模块(42)、蓝牙模块(1)、北斗模块(3)、存储模块(41)提供电能进行工作，所述电源模块(43)用于DC
‑
DC升压转换给自毁模块(5)提供电能进行工作。5.根据权利要求1所述的一种基于北斗传输的水下无线信标，其特征在于：所述蓝牙模块(1)将接收到的电磁波转换为电信号，再发送至...

【专利技术属性】
技术研发人员：项飞，王赛龙，
申请(专利权)人：武汉中科海讯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：