CN114221714B - 一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水声设备技术领域，公开了一种高可靠低功耗水声设备值更方法，该方法包括：建立值更系统，上电后并处于低功耗等待状态；值更系统接收启动信号，进行处理得到启动模拟信号；进入启动信号唤醒阶段，确定启动唤醒成功后；设置指令信号时间窗，进入指令信号等待并计时；在所述指令时间窗未结束前，成功检测到指令信号，则值更系统接收所述指令信号，进行处理得到指令模拟信号；进入指令信号唤醒阶段，确定指令唤醒成功后；值更系统将指令模拟信号输出给对应的水声设备，进行正确应答。本发明能够减小值更功耗，提高复杂环境下的可靠性，解决高唤醒成功率和低虚警率在参数设置上的矛盾，还具有身份鉴别的特点，可以控制多个水声设备。

Description

一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法
技术领域
本发明涉及水声设备技术领域，更具体的说，特别涉及一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法。
背景技术
水声设备，例如声信标、声释放器、声引信等具有长时间水下工作的要求，只有在人为需要的时刻给系统上电并开始工作，平时均处于低功耗待机状态，由待机状态转入工作状态必须要通过水声唤醒。
简单的唤醒信号，如单频鉴频唤醒、幅度过门限唤醒等，以法国GAPS信标采用单频鉴频唤醒为例，虽有唤醒成功率较高，但是由于水下噪声复杂，容易受到外界干扰，虚警率高，系统容易出现误操作，带来不可预估的损失。复杂的唤醒信号，如频率编码等，抗干扰能力强，但是由于水声信道复杂，漏警率较高，唤醒成功率较低；另外为了解码等复杂计算，需要DSP等处理芯片，功耗较高，无法满足长时间待机的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，能够降低水声设备值更唤醒虚警率和漏警率，简化值更电路，减小值更功耗，提高唤醒成功率和工作效率。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
建立值更系统，上电后并处于低功耗等待状态；
值更系统接收启动信号，进行处理得到启动模拟信号；
根据所述启动模拟信号，进入启动信号唤醒阶段，确定启动唤醒成功后，进入下一步；
设置指令信号时间窗，进入指令信号等待并计时；
在所述指令时间窗未结束前，成功检测到指令信号，则值更系统接收所述指令信号，进行处理得到指令模拟信号；
根据所述指令模拟信号，进入指令信号唤醒阶段，确定指令唤醒成功后，进入下一步；
值更系统将指令模拟信号输出给对应的水声设备，进行正确应答后，进入下一个指令信号等待并重新计时。
进一步的，所述值更系统包括换能器、接收板和主控板，所述换能器分别接收启动信号和指令信号，转换成电信号并输出给接收板；所述接收板将所述电信号进行放大滤波处理，得到对应的启动模拟信号和指令模拟信号，输出给主控板等待采集；所述接收板对启动模拟信号和指令模拟信号的幅度进行比较判断，产生触发电平输出给主控板。
进一步的，所述进入启动信号唤醒阶段，并判断是否启动唤醒成功，具体过程如下：
接收板对启动模拟信号进行比较判断，在启动模拟信号的幅值大于设定幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板；
主控板接收到触发电平后，对启动模拟信号的脉冲串依次进行鉴频，与存储的脉冲串进行极性相关，得到相关值；
在得到一组所述相关值大于设定的相关值门限时，则认定对应的脉冲串与存储的脉冲串频率一致；
存在至少一组的脉冲串与存储的脉冲串频率一致，则表示启动唤醒成功。
进一步的，所述进入指令信号唤醒阶段，并判断是否指令唤醒成功，具体过程如下：
接收板对指令模拟信号进行比较判断，在指令模拟信号的幅值大于设定的幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板；
主控板对指令模拟信号的单个脉冲进行鉴频，与参考值进行极性相关，得到相关值；
得到的所述相关值大于相关值门限时，则表示指令模拟信号的频率与参考值频率一致，表示指令唤醒成功。
进一步的，所述接收板包括放大电路、初级滤波电路、次级滤波电路和比较器，所述放大电路接收所述换能器输出的信号，并对信号进行放大后输出给所述初级滤波电路；
所述初级滤波电路对放大后的信号进行滤波处理，得到模拟信号，并输出给主控板等待采集；
所述次级滤波电路也接收所述模拟信号，再次进行滤波处理后输出给比较器；
所述比较器接收所述模拟信号，并与设定幅度门限进行对比判断，在大于设定幅度门限时，输出触发电平给主控板。
进一步的，所述主控板进行简化极性相关得到相关值，具体过程包括：
根据待鉴频的模拟信号构造参考信号，并进行存储；
对待鉴频的模拟信号和参考信号进行限幅运算，如下公式所示：
其中，x(t)为接收的模拟信号和参考信号，y(t)为对x(t)进行限幅运算后的信号；
根据限幅运算后的信号，构建离散化的极性相关函数，表示为：
其中，N表示系列长度，y1(k)为接收的模拟信号离散限幅系列，y2(k)为参考信号离散限幅系列，m表示移位次数；
计算得到R1，2最大值和最小值，并用R1，2最大值减去最小值，得到的差值为极性相关的相关值。
进一步的，所述启动信号采用脉冲频率编码信号，并采用22kHz、22.5kHz、23kHz和23.5kHz四个频率中，任意三个频率组合排序形成一组脉冲并重复10个周期，构成10组脉冲串，脉宽均为10ms，每个脉冲重复周期均为1s；每组脉冲串的频率对应不同的信标地址，所述主控板存储所述信标地址及对应的脉冲串。
进一步的，所述指令信号为单频脉冲信号，采用19.5kHz、20kHz、20.5kHz和21kHz四个频率中任意一个单频脉冲，脉宽10ms，脉冲间隔为1s，不同的频率对应不同的信标。
进一步的，所述设定幅度门限大于使用环境的最大环境噪声，小于最远距离唤醒信号的幅度；所述设定幅度门限取最大环境噪声电压峰值的2倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用启动信号和指令信号两级唤醒方式，并在启动信号唤醒后设置指令信号时间窗。在指令时间窗外，一直处于低功耗状态，在指令信号时间窗内，通过指令信号唤醒就可以将指令模拟信号中相应的指令信息输出给对应的水声设备，结合简单信号和复杂信号两种唤醒方式的优点，降低了虚警率，减小了功耗，又提高了唤醒成功率和工作效率，整个方法简单、可靠也易于实现，并具有高可靠、低功耗、硬件要求低、可身份鉴别的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本发明高可靠低功耗水声设备值更方法的流程图。
图2为本发明水声设备值更方法采用的值更系统的原理图。
图3为本发明进入启动信号唤醒阶段的流程图。
图4为本发明进入指令信号唤醒阶段的流程图。
图5为本发明中主控板进行极性相关得到相关值的流程图。
图6为本发明不同频率信号进行极性相关的结果示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1所示，本发明提供一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，该方法的具体步骤包括如下：
步骤S1：建立值更系统，上电后并处于低功耗等待状态。
进一步的，参阅图2所示，所述值更系统包括换能器10、接收板20和主控板30，值更系统处理低功耗等待状态时，只有接收板20工作。
步骤S2：值更系统接收外部甲板单元发射的启动信号，进行处理得到启动模拟信号。
具体的，所述换能器10接收外部甲板单元发射的启动信号，转换成电信号并输出给接收板20；所述接收板20将所述电信号进行放大滤波处理，得到启动模拟信号，输出给主控板30等待采集。
步骤S3：根据所述启动模拟信号，进入启动信号唤醒阶段，判断是否启动唤醒成功，若成功，则执行下一步；否则，返回步骤S1。
本步骤S3中，参阅图3所示，所述进入启动信号唤醒阶段，并判断是否启动唤醒成功，具体过程如下：
步骤S31：接收板20对启动模拟信号进行比较判断，判断启动模拟信号的幅值是否大于设定幅度门限，若大于设定幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板30，执行下一步；若小于，则返回步骤S1。
进一步的，所述启动信号采用脉冲频率编码信号，包括10组脉冲串，每组脉冲串对应不同的信标地址；所述主控板30存储所述信标地址及对应的脉冲串。
本实施例中，所述启动信号的具体形式采用22kHz(F1)、22.5kHz(F2)、23kHz(F3)、23.5kHz(F4)四个频率中，任意三个频率组合排序形成一组脉冲并重复10个周期，从而构成10组脉冲串，脉宽均为10ms，每个脉冲重复周期均为1s。不同的脉冲串排列对应不同的信标地址，例如F1F2F3脉冲串排列对应地址1，F1F2F4脉冲串排列对应地址2。
步骤S32：主控板30接收到触发电平后，对启动模拟信号的脉冲串依次进行鉴频，将启动模拟信号与存储的脉冲串进行极性相关，得到相关值。
具体的，根据启动模拟信号中十组脉冲串对应的信标地址，与存储的脉冲串依次进行极性相关，得到相关值。
步骤S33：判断极性相关得到的一组相关值是否大于设定的相关值门限，若所述相关值大于设定的相关值门限，则认为该组脉冲串与存储的脉冲串频率一致，执行下一步；否则返回步骤S1。
步骤S34：判断其中是否存在一组以上的脉冲串与存储的脉冲串频率一致，若至少有一组一致，则表示鉴频成功，即启动唤醒成功，进入指令信号唤醒阶段；否则返回步骤S1，重新回到低功耗等待状态。
本实施例中，通过信标地址一一对应，判断启动模拟信号与存储的脉冲串频率是否一致，依次对每组脉冲串中的三个频率进行判断后，再判断是否存在一组以上脉冲串的频率一致，则可以确定对启动模拟信号鉴频成功，可靠地完成启动唤醒阶段，进入指令信号唤醒阶段。
步骤S4：设置指令信号时间窗，进入指令信号等待并计时。具体的，设置指令信号时间窗为30分钟。
本实施例中，所述指令信号为单频脉冲信号，具体形式为19.5kHz(T1)、20kHz(T2)、20.5kHz(T3)、21kHz(T4)四个频率中任意一个单频脉冲，脉宽10ms，可连续发射和接收，脉冲间隔为1s。不同脉冲的频率对应不同的地址，例如T1对应地址1，T2对应地址2，并存储在所述主控板30内。
步骤S5：判断指令信号时间窗是否结束，若是，则返回步骤S1，重新进入低功耗状态，等待启动信号来临；若否，即表示在指令信号时间窗内成功检测到指令信号，执行下一步。
本实施例中，通过设置指令信号时间窗，并可以根据实际需要进行调整时间长短，在指令信号时间窗内未成功检测到指令信号，则关闭指令信号时间窗，重新回到启动信号等待，这样可以避免长时间待机状态，减少了功耗并提高了工作效率。
步骤S6：值更系统接收外部甲板单元发射的指令信号，进行处理得到指令模拟信号。
具体的，换能器10接收外部甲板单元发射的指令信号，将声压信号转换成电信号并输出给接收板20进行放大滤波处理，得到指令模拟信号，输出给主控板30并等待采集。
步骤S7：根据所述指令模拟信号，进入指令信号唤醒阶段，判断是否指令唤醒成功，若成功，则执行下一步；否则，返回步骤S5。
本步骤S7中，参阅图4所示，所述进入指令信号唤醒阶段，并判断是否指令唤醒成功，具体过程如下：
步骤S71：接收板20对指令模拟信号进行比较判断，判断指令模拟信号的幅值是否大于设定的幅度门限，若大于设定幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板30，执行下一步；若小于，则返回步骤S5，重新判断指令信号时间窗是否结束。
步骤S72：主控板30接收到触发电平后，对指令模拟信号的单个脉冲进行鉴频，将指令模拟信号与参考值进行极性相关，得到相关值。
步骤S73：判断得到的相关值是否大于相关值门限，若大于，则表示指令模拟信号的频率与参考值频率一致，表示指令唤醒成功，执行下一步；若否，则返回步骤S5，重新判断指令信号时间窗是否结束。
本实施例中，由于指令模拟信号只是一个脉冲，则对指令模拟信号进行极性相关，只需要得到的相关值大于相关值门限，则通过了鉴频。而启动模拟信号是一个脉冲串，包含十组脉冲串，每组脉冲串是重复的，需要依次对每组脉冲串中三个频率分别进行鉴频，得到的相关值大于设定的相关值门限，才认为该组脉冲串通过了鉴频，且只要有一组以上通过了鉴频，就认为启动模拟信号通过了鉴频，保证了启动唤醒和指令唤醒的可靠性和准确性。
步骤S8：值更系统的主控板30将指令模拟信号输出给对应的水声设备，进行正确应答，并返回步骤S4，设置指令信号时间窗，进入下一个指令信号等待并计时。
本实施例中，由于值更系统可以安装在不同设备上，则根据指令模拟信号区分不同设备，若值更系统安装在信标上，则根据指令模拟信号对应的操作为发射机发射应答信号；若值更系统安装在水下释放器上，则根据指令模拟信号对应的操作就为电机转动，释放器脱钩，整个方法简单、可靠也易于实现。
本实施例中，通过设置两级唤醒即启动信号唤醒和指令信号唤醒，由于指令信号为单频信号，唤醒成功率高，但是容易受噪声干扰，从而引起误操作。而启动信号为编码信号，可靠性较好，不易受噪声干扰，但是唤醒成功率低且时间较长。因此，结合启动信号唤醒和指令信号唤醒这两种唤醒的优点，首先进行启动信号唤醒，打开指令时间窗，在指令时间窗内，只需要通过指令信号唤醒，就可以控制水声设备进行下一步操作，从而既避免了待机状态下被干扰唤醒的可能，降低了虚警率，减小了功耗，又提高了唤醒成功率和工作效率。
进一步的，继续参阅图2所示，所述接收板20包括放大电路21、初级滤波电路22、次级滤波电路23以及比较器24，所述放大电路21接收所述换能器10输出的信号即启动信号和指令信号，并对信号进行放大后输出给所述初级滤波电路22；
所述初级滤波电路22对放大后的信号进行滤波处理，得到模拟信号即启动模拟信号和指令模拟信号，并输出给主控板30等待采集；
所述次级滤波电路23也接收所述模拟信号，再次进行滤波处理后输出给比较器24；
所述比较器24接收所述模拟信号，并与设定幅度门限进行对比判断，在大于设定幅度门限时，输出触发电平给主控板30，使主控板30采集所述模拟信号。
本实施例中，所述值更系统采用换能器10、接收板20和主控板30，即可实现对启动信号和指令信号的两级唤醒，而接收板20又采用放大电路21、初级滤波电路22、次级滤波电路23以及比较器24，实现放大滤波处理，得到对应的启动模拟信号和指令模拟信号，并分别进行比较判断，产生触发电平输出给主控板，整个系统的结构简单、简化值更电路，减小值更功耗，保证了工作的可靠性，也提高了唤醒成功率。
进一步的，所述主控板30对模拟信号即启动模拟信号和指令模拟信号进行极性相关得到相关值，参阅图5所示，具体过程包括：
步骤S301：根据待鉴频的模拟信号构造参考信号，并进行存储。
步骤S302：对待鉴频的模拟信号和参考信号进行限幅运算，如下公式所示：
其中，x(t)为接收的模拟信号和参考信号，y(t)为对x(t)进行限幅运算后的信号。
步骤S303：根据限幅运算后的信号，构建离散化的极性相关函数，可以表示为：
其中，N表示系列长度，y1(k)为接收信号离散限幅系列，y2(k)为参考信号离散限幅系列，m表示移位次数，以采样率100kHz为例，对于18.5kHz～24.5kHz，一个周期的点数小于6个，m取6即可。
步骤S304：计算得到R1，2最大值和最小值，并用R1，2最大值减去最小值，得到的差值为极性相关的相关值。
本实施例中，通过待鉴频的模拟信号与参考信号进行m次滑动相关(m略大于信号一个周期的点数)，若m＝0，表示两个信号时间上一一对应；m＝1，则y2信号向右移动一个点，y2的时刻2和y1的时刻1对应相乘，y2的时刻3和y1的时刻2对应相乘，以此类推；m＝2，则y2信号向右移动2个点，y2的时刻3和y1的时刻1对应相乘，y2的时刻4和y1的时刻2对应相乘，以此类推。根据构建的极性相关函数求最大值与最小值，并将两者的差值与相关值门限比较。
上述中，由于接收到待鉴频的模拟信号与参考信号，这两个信号可能频率一致，但是相位信息不一样，因此需要通过滑动相关，把每种情况都进行类推才能得到最大值和最小值。而又由于信号是周期性的，一个周期内可以出现最大和最小，即只需要进行一个周期的滑动相关即可，保证了其工作的可靠性和准确性。
本实施例中，若模拟信号的脉冲长度为10ms，采样频率为100kHz，参考信号频率为20kHz，信噪比为0dB，相关值门限设定为100，将19kHz～21kHz带宽内的任意单频模拟信号与参考信号进行上述运算后，结果如图6所示，只有19.91kHz～20.09kHz内的信号可以通过鉴频。因此，当模拟信号的脉冲频率间隔设定为500Hz时，不会引起误触发。
本实施例中，设定幅度门限的基本原则是大于使用环境的最大噪声，小于最远距离唤醒信号的幅度，举例说明如下。
按照换能器10接收灵敏度-195dB，电路增益82dB，环境噪声谱级最大值可取55dB(高于三级海况噪声)来估算，在18.5kHz～24.5kHz接收带宽内，接收板20输出端的噪声电压级为55+10lg6000-195+82＝-20.2dB，对应的环境噪声电压有效值为0.1V，按峰值为三倍有效值估算，峰值约为0.3V。
甲板单元发射信号的声源级为188dB，发射频率取最大值23.5kHz，经计算2000m的传播衰减(包括几何扩展损失和吸收损失)约为74dB。接收2000m处的问询信号电压级为188-74-195+82＝1dB，对应的电压峰值为1.1V。
按照上面计算，模拟信号幅度的设定幅度门限可以取最大环境噪声电压峰值的2倍，约0.6V。当比较器24接收到的放大滤波后模拟信号的电压瞬时峰值超过该设定门限，即可向主控板30发出触发电平，主控板30的单片机退出休眠模式，进入鉴频工作状态，保证了产生触发电平的准确性，并可靠地输出给主控板30，便于主控板30进入鉴频工作。
本发明提供的水声设备值更方法，采用启动信号和指令信号两级唤醒方式，指令信号采用单频信号，启动信号采用编码信号。首先进行启动信号唤醒，打开指令信号时间窗，在指令信号时间窗内，只需要通过指令信号唤醒就可以控制水声设备进行下一步操作，从而既避免了待机状态下被干扰唤醒的可能，降低了虚警率，减小了功耗，又提高了唤醒成功率和工作效率，整个方法简单、可靠也易于实现，具有复杂环境下高可靠、低功耗、硬件要求低、可身份鉴别(即识别出指令模拟信号对应的是哪个水声设备)的特点，适用于复杂海况条件下水声设备群长时间可靠值更，尤其适合小尺寸水声引信值更系统，可以控制多个水声设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：该方法的具体步骤包括如下：
建立值更系统，上电后并处于低功耗等待状态；
值更系统接收启动信号，进行处理得到启动模拟信号；
根据所述启动模拟信号，进入启动信号唤醒阶段，确定启动唤醒成功后，进入下一步；
设置指令信号时间窗，进入指令信号等待并计时；
在所述指令信号时间窗未结束前，成功检测到指令信号，则值更系统接收所述指令信号，进行处理得到指令模拟信号；
根据所述指令模拟信号，进入指令信号唤醒阶段，确定指令唤醒成功后，进入下一步；
值更系统将指令模拟信号输出给对应的水声设备，进行正确应答后，进入下一个指令信号等待并计时；
所述值更系统包括换能器、接收板和主控板，所述换能器分别接收启动信号和指令信号，转换成电信号并输出给接收板；所述接收板将所述电信号进行放大滤波处理，得到对应的启动模拟信号和指令模拟信号，输出给主控板等待采集；所述接收板对启动模拟信号和指令模拟信号的幅度进行比较判断，产生触发电平输出给主控板；
所述进入启动信号唤醒阶段，并判断是否启动唤醒成功，具体过程如下：
接收板对启动模拟信号进行比较判断，在启动模拟信号的幅值大于设定幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板；
主控板接收到触发电平后，对启动模拟信号的脉冲串依次进行鉴频，与存储的脉冲串进行极性相关，得到相关值；
在得到一组所述相关值大于设定的相关值门限时，则认定对应的脉冲串与存储的脉冲串频率一致；
存在至少一组的脉冲串与存储的脉冲串频率一致，则表示启动唤醒成功；
所述进入指令信号唤醒阶段，并判断是否指令唤醒成功，具体过程如下：
接收板对指令模拟信号进行比较判断，在指令模拟信号的幅值大于设定的幅度门限时，则产生触发电平输出给主控板；
主控板对指令模拟信号的单个脉冲进行鉴频，与参考值进行极性相关，得到相关值；
得到的所述相关值大于相关值门限时，则表示指令模拟信号的频率与参考值频率一致，表示指令唤醒成功；
所述启动信号采用脉冲频率编码信号，包括10组脉冲串，每组脉冲串对应不同的信标地址；所述主控板存储所述信标地址及对应的脉冲串；
所述指令信号为单频脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：所述接收板包括放大电路、初级滤波电路、次级滤波电路和比较器，所述放大电路接收所述换能器输出的信号，并对信号进行放大后输出给所述初级滤波电路；
所述初级滤波电路对放大后的信号进行滤波处理，得到模拟信号，并输出给主控板等待采集；
所述次级滤波电路也接收所述模拟信号，再次进行滤波处理后输出给比较器；
所述比较器接收所述模拟信号，并与设定幅度门限进行对比判断，在大于设定幅度门限时，输出触发电平给主控板。
3.根据权利要求1所述的高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：所述主控板进行简化极性相关得到相关值，具体过程包括：
根据待鉴频的模拟信号构造参考信号，并进行存储；
对待鉴频的模拟信号和参考信号进行限幅运算，如下公式所示：
其中，x(t)为接收的模拟信号和参考信号，y(t)为对x(t)进行限幅运算后的信号；
根据限幅运算后的信号，构建离散化的极性相关函数，表示为：
其中，N表示系列长度，y1(k)为接收的模拟信号离散限幅系列，y2(k)为参考信号离散限幅系列，m表示移位次数；
计算得到R1，2最大值和最小值，并用R1，2最大值减去最小值，得到的差值为极性相关的相关值。
4.根据权利要求1所述的高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：所述启动信号采用脉冲频率编码信号，并采用22kHz、22.5kHz、23kHz和23.5kHz四个频率中，任意三个频率组合排序形成一组脉冲并重复10个周期，构成10组脉冲串，脉宽均为10ms，每个脉冲重复周期均为1s；每组脉冲串的频率对应不同的信标地址，所述主控板存储所述信标地址及对应的脉冲串。
5.根据权利要求1所述的高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：所述指令信号为单频脉冲信号，采用19.5kHz、20kHz、20.5kHz和21kHz四个频率中任意一个单频脉冲，脉宽10ms，脉冲间隔为1s，不同的频率对应不同的信标。
6.根据权利要求1所述的高可靠低功耗水声设备值更系统控制方法，其特征在于：所述设定幅度门限大于使用环境的最大环境噪声，小于最远距离唤醒信号的幅度；所述设定幅度门限取最大环境噪声电压峰值的2倍。
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