一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法技术

本发明专利技术公开了通信技术领域的一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，包括对传统的FSOC系统APT子系统增加信标光载波脉冲编码系统和信标光载波脉冲解码系统，无法快速确认接收方是否为正确的目的设备，只能在建立光通信连接后，通过应用层协议去识别接收设备是否是错的，而后再断开重新扫描，其效率极其低下。本发明专利技术提出的改进型信标光发射系统，可实现信标光的脉冲通信，在APT精调初期即可进行通信握手鉴权和FSOC运行状态监控，从而快速确认是否需要和接收方建立连接，提高连接可靠性，也降低安全风险，现有技术的FSOC设备，无法直接监控双方系统状态，只能通过FSOC系统应用层，将系统状态数据由通信子系统链路打包发送。送。送。

【技术实现步骤摘要】
一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体为一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法。

技术介绍

[0002]光信号不仅可以在光纤中传播，也能在空气里传播，而且更加方便快捷，在业内，无线光通信的正式称谓叫自由空间光通信(FSOC)，其指代以光波为载体，在真空或大气中传递信息的通信技术，其与光纤通信相比，极具成本上的优势，自由空间光通信在军事和民用领域都有着广泛的应用前景，随着自由空间光通信技术的广泛应用，对光无线通信系统的管理需求也日益增加。
[0003]现有的自由空间光通信系统一般采用的是信标光与信号光结合方式来实现的，信标光用于APT，信号光用于高速通信，信标光发散角大，利于捕获，信号光束宽较窄，覆盖范围小，带宽大，能实现高达10Gbit/s的速度。在FSOC设备建立连接之前，两台设备并不知道彼此的真实地理位置。现有技术多采用全范围空间盲扫的方式进行信标光搜索，再精调对准，并建立光通讯连接。这种方式简单有效，但实际应用也存在问题，为此，我们提出一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，包括对传统的FSOC系统APT子系统增加信标光载波脉冲编码系统和信标光载波脉冲解码系统，并在FSOC监控系统中增加信标光通讯控制单元，所述信标光载波脉冲编码系统由发送FIFO缓冲器、脉冲编码器、脉冲移位驱动器、信标光功率控制器、信标光门控单元和发射单元组成；所述信标光载波脉冲解码系统由前级滤波放大器、脉冲方波整形电路、脉冲解码器和接收FIFO缓冲单元组成。
[0006]优选的，所述FPGA芯片接收物理层芯片发送的并行信号，所述并行信号为以太网信号经过光电转换变为电信号后，以预设串行信号的格式传输到所述物理层芯片进行串并转换后的信号；所述FPGA芯片提取所述并行信号中的数据包，并将所述数据包根据预设格式进行处理后，发送给CPU；所述FPGA芯片提取所述并行信号中的数据包，并将所述数据包根据预设格式进行处理后，发送给CPU，包括：所述FPGA芯片轮流对至少一个上行通道的并行信号的数据包进行缓存，并记录对应的时间戳和通道号，对所有的数据包根据预设格式进行组包；组包后，经过MAC核进行以太包封包，封包后通过GMII总线传输到SGMII核，所述
SGMII核再将封包后的数据包传输到SerDes核，所述SerDes核将数据包串行化后上报给所述CPU。
[0007]优选的，所述一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，包括以下步骤：步骤一、信标光通讯控制单元将握手数据传送到发送FIFO缓冲器后，信标光载波脉冲编码系统根据约定的脉冲协议，规律性地发送本机握手数据流信标光脉冲信。
[0008]步骤二、发送方的信标光脉冲信号，会被接收方的光电探测器捕捉到，继而在接收方的前级滤波放大器上可检测到规律性的电压跳动脉冲；步骤三、接收方的脉冲方波整形电路将前级滤波放大器输出的脉冲信号进一步处理为幅值一致的方波脉冲，并由脉冲解码器根据预设的协议提取发送方的通信数据，并将数据传送到接收FIFO缓冲单元，再由通讯控制单元读取该数据，从而完成一次信标光脉冲数据传输。
[0009]优选的，所述步骤二中电压跳动脉冲波形和发送方的信标光脉冲波形基本一致，但波形振幅和相位受光电探测器接收能量和响应时间的影响会有差异。
[0010]优选的，所述接收方的高速ADC也可采集到前级滤波放大器上的电压跳动信号，其后级的数字滤波器可提取出有效电压时段下的探测器光斑坐标信息，用于APT系统的位置控制，实现APT子系统原有的定位功能。
[0011]优选的，所述并行信号为以太网信号经过光电转换变为电信号后，以预设串行信号的格式传输到所述物理层芯片进行串并转换后的信号，包括：所述以太网信号进入光电转换器件SFP1，经过光电转换后变为电信号，以SerDes串行信号格式传输到所述物理层芯片，所述物理层芯片对SerDes串行信号格式的电信号进行解串，且将解串后的电信号变为并行信号，并通过MII总线传输到所述FPGA芯片。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：现有技术的FSOC设备，在多机应用环境下，无法快速确认接收方是否为正确的目的设备，只能在建立光通信连接后，通过应用层协议去识别接收设备是否是错的，而后再断开重新扫描，其效率极其低下。本专利技术提出的改进型信标光发射系统，可实现信标光的脉冲通信，在APT精调初期即可进行通信握手鉴权和FSOC运行状态监控，从而快速确认是否需要和接收方建立连接，提高连接可靠性，也降低安全风险，现有技术的FSOC设备，无法直接监控双方系统状态，只能通过FSOC系统应用层，将系统状态数据由通信子系统链路打包发送，再由接收方提取解析，这种做法不仅系统复杂，也占用通信子系统的部分带宽。本专利技术提出的方法，利用闲置的信标光资源解决上述问题，采用信标光脉冲通信实时交互双方的系统数据，专线连接不仅实时性好、效率高效，也不占用通信子系统带宽资源，更能提高系统性能，FPGA芯片接收物理层芯片发送的并行信号，所述并行信号为以太网信号经过光电转换变为电信号后，以预设串行信号的格式传输到所述物理层芯片进行串并转换后的信号；所述FPGA芯片提取所述并行信号中的数据包，并将所述数据包根据预设格式进行处理后，发送给CPU，在实现多路以太网与单个CPU双向通信的同时，能够少占用CPU宝贵的资源，提高带宽利用率，稳定地将多路百兆以太网信号采集的同时，在上传数据是不会产生大量的中断，从而降低了对CPU资源的占用，在整体上提高系统性能。
附图说明
[0013]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术流出示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参阅图1和图2，本专利技术提供如下技术方案：一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，包括对传统的FSOC系统APT子系统增加信标光载波脉冲编码系统和信标光载波脉冲解码系统，并在FSOC监控系统中增加信标光通讯控制单元，所述信标光载波脉冲编码系统由发送FIFO缓冲器、脉冲编码器、脉冲移位驱动器、信标光功率控制器、信标光门控单元和发射单元组成；所述信标光载波脉冲解码系统由前级滤波放大器、脉冲方波整形电路、脉冲解码器和接收FIFO缓冲单元组成，接收方的高速ADC也可采集到前级滤波放大器上的电压跳动信号，其后级的数字滤波器可提取出有效电压时段下的探测器光斑坐标信息，可用于APT系统的位置控制，实现APT子系统原有的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，包括对传统的FSOC系统APT子系统增加信标光载波脉冲编码系统和信标光载波脉冲解码系统，并在FSOC监控系统中增加信标光通讯控制单元，其特征在于：所述信标光载波脉冲编码系统由发送FIFO缓冲器、脉冲编码器、脉冲移位驱动器、信标光功率控制器、信标光门控单元和发射单元组成；所述信标光载波脉冲解码系统由前级滤波放大器、脉冲方波整形电路、脉冲解码器和接收FIFO缓冲单元组成。2.根据权利要求1所述的一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，其特征在于：所述FPGA芯片接收物理层芯片发送的并行信号，所述并行信号为以太网信号经过光电转换变为电信号后，以预设串行信号的格式传输到所述物理层芯片进行串并转换后的信号；所述FPGA芯片提取所述并行信号中的数据包，并将所述数据包根据预设格式进行处理后，发送给CPU；所述FPGA芯片提取所述并行信号中的数据包，并将所述数据包根据预设格式进行处理后，发送给CPU，包括：所述FPGA芯片轮流对至少一个上行通道的并行信号的数据包进行缓存，并记录对应的时间戳和通道号，对所有的数据包根据预设格式进行组包；组包后，经过MAC核进行以太包封包，封包后通过GMII总线传输到SGMII核，所述SGMII核再将封包后的数据包传输到SerDes核，所述SerDes核将数据包串行化后上报给所述CPU。3.根据权利要求1所述的一种利用声波透过金属密闭空间进行数据通信的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、信标光通讯控制单元将握手数据传送到发送FIFO缓冲器后，信标光载波脉冲编码系统根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦润，潘键，
申请(专利权)人：深圳知豆信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：