CN110581770A - 通信设备及通信设备唤醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种通信设备及通信设备唤醒方法；一种通信设备，包括：水听器，用于接收水声信号；唤醒检测电路，与所述水听器相连接，所述唤醒检测电路用于检测所述水听器发送的所述水声信号是否为特定水声信号；唤醒信号生成器，与所述唤醒检测电路相连接，所述唤醒信号生成器用于在检测出所述水声信号为所述特定水声信号后生成唤醒信号；处理器，包括唤醒模块，所述唤醒模块在所述通信设备休眠时持续工作，所述唤醒模块与所述唤醒信号生成器相连接，所述唤醒模块用于接收所述唤醒信号并在接收到所述唤醒信号后唤醒休眠的所述通信设备。

Description

通信设备及通信设备唤醒方法

技术领域

本发明涉及水下通信技术领域，具体涉及一种通信设备及通信设备唤醒方法。

背景技术

在水下环境使用的通信设备，除了设置在岸边、大型浮台或船舶底下的通信设备是使用电缆供电外，其它的通信设备一般都使用电池供电，例如水下可移动潜行器或水底固定设备等，基于设备体积原因，电池电量都不是十分充裕。另外，因为海中设备的投放和回收成本十分高昂，水下设备能在水中工作的时间越长收益就越大，可应用的范围也越大。再加上因为水中通信速率物理上就存在延迟高、速率低、水声数据发送时功耗非常高(典型值是几十瓦到几百瓦)的特性。而许多水下通信设备一般间隔数天乃至数月才需要通信一次。

在如上的前提下，水下通信设备在不工作时进入休眠模式、处于低功耗状态，从而节省电量就是一个十分有经济效益的功能(例如，水下通设备在正常工作时功率有1瓦左右，而如果进入休眠模式，功率降低几百倍达到几豪瓦)。

而处于休眠模式的通信设备，就需要对其唤醒后才能正常工作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种在休眠时能够唤醒的通信设备及通信设备唤醒方法。

为了实现上述技术问题，本申请实施例提供了一种通信设备，包括：

水听器，用于接收水声信号；

唤醒检测电路，与所述水听器相连接，所述唤醒检测电路用于检测所述水听器发送的所述水声信号是否为特定水声信号；

唤醒信号生成器，与所述唤醒检测电路相连接，所述唤醒信号生成器用于在检测出所述水声信号为所述特定水声信号后生成唤醒信号；

处理器，包括唤醒模块，所述唤醒模块在所述通信设备休眠时持续工作，所述唤醒模块与所述唤醒信号生成器相连接，所述唤醒模块用于接收所述唤醒信号并在接收到所述唤醒信号后唤醒休眠的所述通信设备。

在一个实施例中，所述唤醒模块还用于在所述通信设备未休眠时或者在所述通信设备唤醒后忽略所述唤醒信号。

在一个实施例中，所述处理器还包括触发检测模块，所述触发检测模块与所述水听器相连接，所述触发检测模块用于：

在所述通信设备未休眠时接收所述水听器发送的水声信号；

获取所述水声信号的触发头信号；

将所述触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

判断运算结果是否超过预设阈值；

若所述运算结果超过所述预设阈值，则确认触发成功。

在一个实施例中，所述唤醒检测电路包括识别器和至少一个获取电路，每个所述获取电路用于获取所述水声信号上一个特定频率的信号，所述识别器用于通过将所述获取电路获取的特定频率的信号与预设的频率信号比较是否一致来检测所述水声信号是否为特定水声信号。

在一个实施例中，每个所述获取电路包括滤波器和采样器；

所述滤波器与所述水听器相连接，所述滤波器用于获取所述水声信号中的特定频段的信号；

所述采样器与所述滤波器相连接，所述采样器用于采集所述特定频段的信号中的特定频率的信号；

所述识别器分别与所述采样器和所述唤醒信号生成器相连接，所述识别器用于接收所述特定频率的信号并比较所述特定频率的信号是否与预设频的率信号相同，

若所述特定频率的信号与所述预设的频率信号相同，则所述水声信号为所述特定水声信号。

在一个实施例中，所述获取电路为多个，多个所述获取电路获取的所述水声信号的特定频率的信号不同，且多个所述获取电路还用于分别对对应的特定频率信号进行相应的延时以使所述多个所述特定频率的信号同时到达所述识别器。

在一个实施例中，所述获取电路还包括延时器，所述延时器串联于所述采样器和所述识别器之间，每个所述获取电路通过对应的延时器对对应的特定频率的信号进行延时。

在一个实施例中，所述识别器为与门。

在一个实施例中，一种通信设备唤醒方法，应用于如上述任一实施例所述的通信设备，所述通信设备唤醒方法包括：

所述水听器接收水声信号；

所述唤醒检测电路检测所述水听器发送的所述水声信号是否为特定水声信号；

若所述水声信号为所述特定水声信号，则所述唤醒信号生成器生成唤醒信号；

所述唤醒模块在所述通信设备休眠时持续工作；

所述唤醒模块接收所述唤醒信号并在接收到所述唤醒信号后唤醒休眠的所述通信设备。

在一个实施例中，所述处理器还包括触发检测模块，所述触发检测模块与所述水听器相连接，

所述在所述通信设备唤醒后或在所述通信设备未休眠时，所述方法还包括：

所述触发检测模块接收所述水听器发送的水声信号；

所述触发检测模块获取所述水声信号的触发头信号；

所述触发检测模块将所述触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

所述触发检测模块判断所述运算结果是否超过预设阈值；

若所述运算结果超过所述预设阈值，则确认触发成功。

本发明的有益效果：

本申请提供的通信设备设置了水听器、唤醒检测电路、唤醒信号生成器和处理器，处理器又包括唤醒模块，唤醒模块在通信设备休眠时持续工作。在水听器接收到水声信号后，唤醒检测电路检测水声信号是否为特定水声信号。在检测出水声信号为特定水声信号后，唤醒信号生成器生成唤醒信号并将该唤醒信号发送至处理器的唤醒模块。唤醒模块接收唤醒信号并在接收到唤醒信号后唤醒休眠的通信设备。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例中通信设备的结构示意图；

图2是本申请一个实施例中通信设备唤醒方法的流程图；

图3是本申请一个实施例中通信设备唤醒方法的流程图；

其中图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10、水听器；20、唤醒检测电路；21、识别器；22、获取电路，221、滤波器；222、采样器；223、延时器；30、唤醒信号生成器；40、处理器；41、唤醒模块；42、触发检测模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供一种应用于水下使用的通信设备。由于在水下通讯需要，当通信设备无需通讯时，就会休眠，进入到低功耗模式，节省电量。

当需要通讯时，就需要唤醒通信设备，以进行通讯。进而，本申请就提供一种能够从休眠状态下唤醒的通信设备及应用于该通信设备的通信设备唤醒方法。

请参考图1，在一个实施例中，本申请提供一种通信设备，包括：

水听器10，用于接收水声信号；

唤醒检测电路20，与水听器10相连接，唤醒检测电路20用于检测水听器10发送的水声信号是否为特定水声信号；

唤醒信号生成器30，与唤醒检测电路20相连接，唤醒信号生成器30用于在检测出水声信号为特定水声信号后生成唤醒信号；

处理器40，包括唤醒模块41，唤醒模块41在通信设备休眠时持续工作，唤醒模块41与唤醒信号生成器30相连接，唤醒模块41用于接收唤醒信号并在接收到唤醒信号后唤醒休眠的通信设备。

其中，水声信号会携带至少一个数据包，通信设备在收到该数据包后要解开(解调、解码)该数据包，才能实现信息传递，即通讯。

而在水下，会有很多由多台通信设备发射出的水声信号传播，水听器10会接收到很多水声信号，但是并不是接收到的所有的水声信号都是需要进行通讯的目标接收信号。当接收到无需进行通讯的非目标接收信号时，无需唤醒通信设备。

进而在接收到水声信号时，就需要先判断该水声信号是否为需要进行通讯的目标接收信号，即特定水声信号。如果是特定水声信号，再唤醒通信设备。通信设备唤醒后，再解开该水声信号携带的数据包，从而实现信息的传递，即实现通讯。

处理器40的数量为一个或多个。在本实施例中，处理器40的数量为两个，分别为DSP处理器40和ARM处理器40。

在本实施例中，唤醒模块41为自带振荡器的中断输入引脚。

进一步地，处理器40还包括操作系统、软件程序和内存。操作系统和软件程序可以存储于内存中。

通信设备休眠时，会冻结操作系统和软件程序并将操作系统和软件程序冻结时的状态存储于内存中，并设置内存为自动刷新。

当唤醒通信设备时，根据内存中存储的操作系统和软件程序冻结时的状态将操作系统和软件程序恢复到冻结时的状态，再使操作系统和软件程序从冻结状态时运行起来。

在一个实施例中，唤醒模块41还用于在通信设备未休眠时或者在通信设备唤醒后忽略唤醒信号。

在一个实施例中，处理器40还包括触发检测模块42，触发检测模块42与水听器10相连接，触发检测模块42用于：

在通信设备未休眠时接收水听器10发送的水声信号；

获取水声信号的触发头信号；

将触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

判断运算结果是否超过预设阈值；

若运算结果超过预设阈值，则确认触发成功，以便后续进行信息传递(数据传输)。

其中，水声信号会携带至少一个数据包，每个数据包最前面的部分即为触发头信号。通过监测触发头信号(数据包触发头)是否到来，从而判断是否接收到了数据包。

在一个实施例中，唤醒检测电路20包括识别器21和至少一个获取电路22，每个获取电路22用于获取水声信号上一个特定频率的信号，识别器21用于通过将获取电路22获取的特定频率的信号与预设的频率信号比较是否一致来检测水声信号是否为特定水声信号。

其中，获取电路22可以只有一个，即只在水声信号上获取一个特定频率的信号，对该特定频率的信号进行检测，以判断该水声信号是否为特定水声信号，即只对水声信号的一个特征进行检测来判断是否为特定水声信号，检测准确率会低一些。对水声信号的特征进行检测的越多，则检测准确率越高。

识别器21通过将在水声信号上获取到的特定频率的信号与预设的特定频率信号比较是否一致，从而判断该水声信号是否为特定水声信号的。

当获取电路22有多个，在水声信号上获取多个特定频率的信号时，识别器21检测到在水声信号上获取到的每个特定频率的信号都符合要求，即与预设的信号一致时，才判断该水声信号为特定水声信号。

在一个实施例中，每个获取电路22包括滤波器221和采样器222。

滤波器221与水听器10相连接，滤波器221用于获取水声信号中的特定频段的信号。

采样器222与滤波器221相连接，采样器222用于采集特定频段的信号中的特定频率的信号。

识别器21分别与采样器222和唤醒信号生成器30相连接，识别器21用于接收特定频率的信号并比较特定频率的信号是否与预设频的率信号相同，

若特定频率的信号与预设的频率信号相同，则水声信号为特定水声信号。

其中，特定频段的信号根据需求进行设定和调整，同理，特定频率的信号也可以根据需求进行设定和调整。

在一个实施例中，获取电路22为多个，多个获取电路22获取的水声信号的特定频率的信号不同，且多个获取电路22还用于分别对对应的特定频率信号进行相应的延时以使多个特定频率的信号同时到达识别器21。

其中，多个获取电路22获取的水声信号的特定频率的信号不同，即多个获取电路22获取的水声信号的特定频率的信号的时间顺序不同。由于多个获取电路22是在时间的先后顺序分别获得的特定频率的信号，进而就需要对先获取的特定频率的信号延迟更多的时间，以使与后获取的特定频率的信号能够同时到达识别器21，以便于识别器21进行检测。

根据多个特定频率信号的获取时间差对对应的特定频率的信号延迟相应的时间长度。

在一个实施例中，获取电路22还包括延时器223，延时器223串联于采样器222和识别器21之间，每个获取电路22通过对应的延时器223对对应的特定频率的信号进行延时。

不是每个获取电路22均设有延时器223，在不需要延时的情况下，对应的获取电路22可以不设有延时器223。

在一个实施例中，识别器21为与门(与逻辑电路)。

在一个实施例中，获取电路22为三个，三个获取电路22分别用于获取水声信号的三个不同特定频率的信号。识别器21为三输入与门。

在本实施例中，三个获取电路22的滤波器221分别为16KHz±3％、22KHz±3％和28KHz±3％的带通滤波器，三个获取电路22的采样器222分别为16KHz、22KHz和28KHz的采样器222。其中两个获取电路22的延时器223分别用于延时20ms和10ms，另外一个获取电路22没有设置延时器223，即该获取电路22无需延时，即延时0ms。

在一个实施例中，唤醒信号生成器30为换能器。

在一个实施例中，唤醒信号由多个特定频率的信号和预设的空白间隔拼接而成。

本申请一实施例提供的通信设备的详细的工作原理过程如下：

当通信设备休眠时，水听器10接收水声信号并将水声信号传输至多个获取电路22的滤波器221，多个获取电路22的滤波器221分别获取对应的特定频段的信号，采集器在特定频段的信号中获取特定频率的信号，延时器223将该特定频率的信号延时，以使多个获取电路22获取的特定频率的信号在同一时间能够达到识别器21，当三个获取电路22获取的特定频率的信号均符合要求时，则识别器21判断该水声信号为特定水声信号。

当识别器21判断该水声信号为特定水声信号后，唤醒信号生成器30将多个获取电路22获取到的特定频率的信号再加上预设的空白间隔拼成唤醒信号，唤醒信号生成器30再将该唤醒信号传输至处理器40的唤醒模块41。

处理器40的唤醒模块41在收到唤醒信号后唤醒通信设备，即唤醒操作系统和软件程序。在操作系统和软件程序唤醒后，软件程序会唤醒时钟、外接设备和电源等，以使通信设备能够进行后续操作、实现通讯。

通信设备唤醒后或通信设备未休眠时，唤醒模块41忽略唤醒信号，且触发检测模块42接收水听器10发送的水声信号，并获取触发头信号，再将获取到的触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算，判断运算结果是否超过预设阈值。若运算结果超过了预设阈值，则确认触发成功，即发现数据包，以进行后续的对数据包进行解调、解码等操作，实现信息的传递。

在一个实施例中，本申请提供一种通信设备唤醒方法，应用于上述任一实施例所述的通信设备。具体地，请参考图2，唤醒方法包括如下步骤：

步骤S200，水听器10接收水声信号。

步骤S210，唤醒检测电路20检测水听器10发送的水声信号是否为特定水声信号。若是，则转到步骤S220。

步骤S220，唤醒信号生成器30生成唤醒信号。

步骤S230，唤醒模块41在通信设备休眠时持续工作。

步骤S240，唤醒模块41接收唤醒信号并在接收到唤醒信号后唤醒休眠的通信设备。

在一个实施例中，请参考图3，在通信设备唤醒后或在通信设备未休眠时，所述方法还包括：

步骤S300，触发检测模块42接收水听器10发送的水声信号；

步骤S310，触发检测模块42获取水声信号的触发头信号；

步骤S320，触发检测模块42将触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

步骤S330，触发检测模块42判断运算结果是否超过预设阈值；

步骤S340，若运算结果超过预设阈值，则确认触发成功。

本申请提供的通信设备设置了水听器10、唤醒检测电路20、唤醒信号生成器30和处理器40，处理器40又包括唤醒模块41，唤醒模块41在通信设备休眠时持续工作。在水听器10接收到水声信号后，唤醒检测电路20检测水声信号是否为特定水声信号。在检测出水声信号为特定水声信号后，唤醒信号生成器30生成唤醒信号并将该唤醒信号发送至处理器40的唤醒模块41。唤醒模块41接收唤醒信号并在接收到唤醒信号后唤醒休眠的通信设备。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通信设备，其特征在于，包括：

水听器，用于接收水声信号；

唤醒检测电路，与所述水听器相连接，所述唤醒检测电路用于检测所述水听器发送的所述水声信号是否为特定水声信号；

唤醒信号生成器，与所述唤醒检测电路相连接，所述唤醒信号生成器用于在检测出所述水声信号为所述特定水声信号后生成唤醒信号；

处理器，包括唤醒模块，所述唤醒模块在所述通信设备休眠时持续工作，所述唤醒模块与所述唤醒信号生成器相连接，所述唤醒模块用于接收所述唤醒信号并在接收到所述唤醒信号后唤醒休眠的所述通信设备。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述唤醒模块还用于在所述通信设备未休眠时或者在所述通信设备唤醒后忽略所述唤醒信号。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述处理器还包括触发检测模块，所述触发检测模块与所述水听器相连接，所述触发检测模块用于：

在所述通信设备未休眠时接收所述水听器发送的水声信号；

获取所述水声信号的触发头信号；

将所述触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

判断运算结果是否超过预设阈值；

若所述运算结果超过所述预设阈值，则确认触发成功。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述唤醒检测电路包括识别器和至少一个获取电路，每个所述获取电路用于获取所述水声信号上一个特定频率的信号，所述识别器用于通过将所述获取电路获取的特定频率的信号与预设的频率信号比较是否一致来检测所述水声信号是否为特定水声信号。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其特征在于，每个所述获取电路包括滤波器和采样器；

所述滤波器与所述水听器相连接，所述滤波器用于获取所述水声信号中的特定频段的信号；

所述采样器与所述滤波器相连接，所述采样器用于采集所述特定频段的信号中的特定频率的信号；

所述识别器分别与所述采样器和所述唤醒信号生成器相连接，所述识别器用于接收所述特定频率的信号并比较所述特定频率的信号是否与预设频的率信号相同，

若所述特定频率的信号与所述预设的频率信号相同，则所述水声信号为所述特定水声信号。

6.根据权利要求5所述的通信设备，其特征在于，所述获取电路为多个，多个所述获取电路获取的所述水声信号的特定频率的信号不同，且多个所述获取电路还用于分别对对应的特定频率信号进行相应的延时以使所述多个所述特定频率的信号同时到达所述识别器。

7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述获取电路还包括延时器，所述延时器串联于所述采样器和所述识别器之间，每个所述获取电路通过对应的延时器对对应的特定频率的信号进行延时。

8.根据权利要求4所述的通信设备，其特征在于，所述识别器为与门。

9.一种通信设备唤醒方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的通信设备，所述通信设备唤醒方法包括：

所述水听器接收水声信号；

所述唤醒检测电路检测所述水听器发送的所述水声信号是否为特定水声信号；

若所述水声信号为所述特定水声信号，则所述唤醒信号生成器生成唤醒信号；

所述唤醒模块在所述通信设备休眠时持续工作；

所述唤醒模块接收所述唤醒信号并在接收到所述唤醒信号后唤醒休眠的所述通信设备。

10.根据权利要求9所述的通信设备唤醒方法，其特征在于，所述处理器还包括触发检测模块，所述触发检测模块与所述水听器相连接，

所述在所述通信设备唤醒后或在所述通信设备未休眠时，所述方法还包括：

所述触发检测模块接收所述水听器发送的水声信号；

所述触发检测模块获取所述水声信号的触发头信号；

所述触发检测模块将所述触发头信号与预设的触发头信号按照预设规则进行运算；

所述触发检测模块判断所述运算结果是否超过预设阈值；

若所述运算结果超过所述预设阈值，则确认触发成功。