CN115426005A - 基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统 - Google Patents

基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统 Download PDF

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CN115426005A CN202210604202.1A CN202210604202A CN115426005A CN 115426005 A CN115426005 A CN 115426005A CN 202210604202 A CN202210604202 A CN 202210604202A CN 115426005 A CN115426005 A CN 115426005A
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Abstract

本发明涉及一种基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其包括传感器耦合端,用以设置在潜水器上,设置在深海中,用以采集深海中的原位数据信号;电磁耦合端,设置在运载器上,用以与传感器耦合端进行耦合,实现原位数据信号的传输;转化模块,设置在运载器上,与电磁耦合端连接,用以将电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息;发送模块,设置在运载器上,与转化模块连接,用以将数据信息发送至科考船上,以实现信号由深海向科考船的传输;还包括中控模块,中控模块分别与转化模块与发送模块连接,用以根据转化模块的数据增量对发送模块的发送频率进行调整。实现了全程无线传输,大大提高了原位数据的传输效率。

Description

基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统
技术领域
本发明涉及数据传输领域,尤其涉及一种基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统。
背景技术
随着人类社会不断的发展,陆地上可用资源变得越来越少,人们不得不把海洋作为新的研究对象。在海洋中,蕴藏着大量的生物资源和矿产资源,特别是在深海和远洋海域尚有诸多宝贵资源沉睡在人类的视野之外。在深海资源的勘探和开发过程中,人们无法直接看到整个过程的实时状况,必须要借助深海摄像系统来对水下环境进行实时视频监控,以便正确、快速地完成水下作业。在水下产生的视频监控图像可以通过信息传输的方式传输到地面上,以进行处理,实现基于水下的视频监控数据实时对水下的运载器进行控制。
公开号为CN107566808A的专利文献公开了一种基于无线水声通信技术的水下图像传输方法,其包括将采集到的水下图像数据进行存储,并对所述水下图像数据进行处理得到预定格式的水下图像数据;将被处理过的水下图像数据进行切割,得到多个数据包后,对所述数据包进行标记;通过发送端水声调制解调器将所述数据包按所述标记依次发送到接收端水声调制解调器;接收端水声调制解调器接收到来自发送端水声调制解调器的声信号后,对其进行解调,然后提取出数据,并根据所述标记判断数据包是否接收错误,当所述数据包接收错误时,通过所述接收端水声调制解调器向所述发送端水声调制解调器反馈接收错误的数据包的标记;根据反馈的数据包的标记,通过所述发送端水声调制解调器重新发送相应标记的数据包;判断是否所有数据包全部接收成功。
但是,在对水下图像进行处理时需要对图像进行切割,分别进行标识并传输,若是在传输过程中丢失,则会延长水下图像的接收时间,使得接收端从发送到接收到全部数据的时间过长。
发明内容
为此,本发明提供一种基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,可以解决现有技术中的接收水下数据时间过长的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,包括:
传感器耦合端,用以设置在潜水器上,设置在深海中,用以采集深海中的原位数据信号;
电磁耦合端,设置在运载器上,用以与所述传感器耦合端进行耦合,实现原位数据信号的传输;
转化模块,设置在运载器上,与所述电磁耦合端连接,用以将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息;
发送模块,设置在运载器上,与所述转化模块连接,用以将所述数据信息发送至科考船上,以实现信号由深海向科考船的传输;
还包括中控模块,所述中控模块分别与转化模块与发送模块连接,用以根据所述转化模块的数据增量对发送模块的发送频率进行调整。
进一步地,转化模块在将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息时,原位数据信息为结构性数据,所述原位数据信息包括若干结构段,每个结构段内包括一个数据,所述结构段包括位置数据段、时刻数据段、标识数据段和辅助数据段,所述位置数据段表示当前潜水器所在的位置,所述时刻数据段表示当前所在位置所对应的时刻,所述标识数据段表示当前潜水器的ID标识,所述辅助数据段表示在当前位置当前时刻下的辅助信息,所述时刻数据段和位置数据段均为根据时间和位置不断变化的,所述辅助信息用以表示在深海环境下的环境信息。
进一步地,还包括存储单元,用以将原位数据信息存储在数据库内,所述数据库用以存储各时刻的原位数据信息,在进行存储时,根据存储周期进行顺次存储,对于任意周期内,若当前周期内的数据增量≥上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较大,则提高发送模块的发送频率;
若当前周期内的数据增量<上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较小,则降低发送模块的发送频率。
进一步地,所述中控模块在对发送模块的发送频率进行调整的过程中,中控模块内预先设置有标准发送频率f0、第一调节系数k1和第二调节系数k2,其中第一调节系数k1>第二调节系数,;
当提高发送模块的发送频率时,选择第一调节系数对标准发送频率进行调整;
当降低发送模块的发送频率时,选择第二调节系数对标准发送频率进行调整。
进一步地,选择第一调节系数k1对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f1′=f0×(1+k1);
选择第二调节系数k2对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f2′=f0×(1-k2)。
进一步地,第一调节系数k1=(Di-Di-1)/Di
第二调节系数k2=|Di-1-Di|/Di-1,其中Di表示当前存储周期内的数据量,Di-1表示前一存储周期内的数据量,而两者的差值则为当前存储周期的数据增量。
进一步地,在所述传感器耦合端和电磁耦合端之间还设置有放大电路和滤波电路,所述放大电路与所述滤波电路连接,所述放大电路用以对信号进行放大,所述滤波电路用以对经过放大电路的信号进行滤波。
进一步地,当运载器向科考船发送数据信息时,中控模块内设置有第一频率F10、第二频率F20和第三频率F30和目标距离范围L0;运载器的实时位置处于潜水器和目标距离范围靠近潜水器一侧的极值之间,则选择第一频率F10作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0内,则选择第二频率F20作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0靠近科考船一侧的极值和科考船之间,则选择第三频率F30作为标准发送频率。
进一步地,设定潜水器与科考船的目标路线的距离为L1,目标距离范围L0中的极大值Lmax为2/3×L1,目标距离范围L0中的极小值Lmax为1/3×L1。
进一步地,第三频率F30=0.7×第二频率F20=0.3×第一频率F10。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,通过设置传感器耦合端与电磁耦合端形成电磁耦合器,能够实现潜水器获取的电信号的无线传输,使得潜水器与运载器之间进行电信号的传输效率大大提高,本发明实施例中的传感器耦合端与电磁耦合端均处于深海环境中,采用电磁耦合的无线通信方式实现电信号的耦合传出以及在运载器上的解耦接收,经过潜水器与运载器之间的电磁耦合传输,以及在运载器和科考船之间的wifi网络的传输,实现了全程无线传输,大大提高了原位数据的传输效率。
尤其,通过对发送频率进行增加,以实现对于数据的及时传输,提高科考船上数据接收的及时性,以便于根据深海环境及时进行了解。
尤其,通过采用不同的调整系数对标准发送频率进行调整,实现对于发送模块发送数据量的及时调整,使得科考船能够迅速地收到异常信息,保证深海运载器的运行安全性,另外在环境相对安全的情形下,减少数据传输,减少数据传输量,保证数据传输的稳定性。
尤其,在标准发送频率的基础上进行调整,使得实际发送频率更为精准,实现对于数据的有效快速传输,提高数据传输的有效性和及时性。
尤其,通过对当前周期内的数据增量与前一存储周期内的数据量做商,从而实现对于各个存储周期内的数据量对于发送频率的影响评估更为精准,提高对于发送频率确定的准确性,进而保证深海数据能够及时发出,提高数据的发送效率和及时性。
尤其,通过设置放大电路实现对于信号的放大,提高信号的传播距离,使得运载器在接驳过程中减少运动距离,实现数据的有效接收和传输,并且通过滤波电路能够对信号中的杂质数据进行有效过滤,保证信号内的信噪比,提高信号的传输效率,实现对于信号数据信息的有效转化,避免无效信息的处理,提高数据传输效率。
尤其,通过信号放大和滤波环节,修正了信号调制和解调电路,提高电磁耦合系统的通信距离。
尤其,通过在利用wifi网络实现运载器与科考船之间的数据传输,并且随着距离的靠近而采用低频的发送模式进行通信,保证在远海环境下的数据传输安全,实现对于突发状况的及时处理,提高运载器的安全性。
尤其,通过对目标距离范围进行限定,使得对于发送频率的选择更为精准,在不同的位置采用不同的发送频率,实现对于数据信息的有效传输,提高数据在深海中传输的安全性,以及保证数据传输的及时性和有效性,提高数据传输效率。
尤其,通过对第一频率、第二频率和第三频率之间的关系进行限定,使得对于在不同的位置采用不同的发送频率,实现对于数据发送频率的定量输出,保证传输系统的稳定性,且保证了数据传输的有效性和及时性,便于对于不同的深海环境下的情形进行及时反馈,提高数据的利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于深海运载器的无线数据传输控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示,本发明实施例提供的基于深海运载器的而无线数据传输控制系统,该系统包括:
传感器耦合端10,用以设置在潜水器上,设置在深海中,用以采集深海中的原位数据信号;
电磁耦合端20,设置在运载器上,用以与所述传感器耦合端进行耦合,实现原位数据信号的传输;
转化模块30,设置在运载器上,与所述电磁耦合端连接,用以将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息;
发送模块40,设置在运载器上,与所述转化模块连接,用以将所述数据信息发送至科考船上,以实现信号由深海向科考船的传输;
还包括中控模块50,所述中控模块分别与转化模块与发送模块连接,用以根据所述转化模块的数据增量对发送模块的发送频率进行调整。
具体而言,本发明实施例中的基于深海运载器的无线数据传输控制系统中设置在潜水器上的传感器耦合端与设置在运载器上的传感器耦合端形成电磁耦合器,能够实现潜水器采集到的信号耦合至运载器上的电磁耦合端,实现信号从潜水器内的信号传输至运载器上,以在收到运载器的数据信息在wifi网络中进行传输至科考船。
具体而言,运载器中设置有多种数据采集装置,用以采集运载器的环境数据信息,运载器与科考船之间组建了wifi网络,实现环境数据信息的传输,以便于科考船能够对运载器的运行状态进行及时调整,保证运载器在深海航行中的运行安全。
具体而言,本发明实施例通过设置传感器耦合端与电磁耦合端形成电磁耦合器,能够实现潜水器获取的电信号的无线传输,使得潜水器与运载器之间进行电信号的传输效率大大提高,本发明实施例中的传感器耦合端与电磁耦合端均处于深海环境中,采用电磁耦合的无线通信方式实现电信号的耦合传出以及在运载器上的解耦接收。本发明实施例中的原位数据信号经过潜水器与运载器之间的电磁耦合传输,以及在运载器和科考船之间的wifi网络的传输,实现了全程无线传输,大大提高了原位数据的传输效率。
具体而言,转化模块在将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息时,原位数据信息为结构性数据,所述原位数据信息包括若干结构段,每个结构段内包括一个数据,所述结构段包括位置数据段、时刻数据段、标识数据段和辅助数据段,所述位置数据段表示当前潜水器所在的位置,所述时刻数据段表示当前所在位置所对应的时刻,所述标识数据段表示当前潜水器的ID标识,所述辅助数据段表示在当前位置当前时刻下的辅助信息,所述时刻数据段和位置数据段均为根据时间和位置不断变化的,所述辅助信息用以表示在深海环境下的环境信息。
具体而言,本发明实施例中的基于深海运载器的无线数据传输控制系统还包括存储单元,用以将原位数据信息存储在数据库内,所述数据库用以存储各时刻的原位数据信息,在进行存储时,根据存储周期进行顺次存储,对于任意周期内,若当前周期内的数据增量≥上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较大,则提高发送模块的发送频率;
若当前周期内的数据增量<上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较小,则降低发送模块的发送频率。
具体而言,在实际深海运行过程中,若是运载器在靠近潜水器或远离潜水器的过程中,按照预设的指令进行航行时,所获取到的数据增量是0,数据是稳定接收的,保证数据库内的数据量以及发送模块的发送压力,但是若是收到海流或其他环境因素的影响,处于复杂环境下,则需要进行采集的数据偏多,此时需要进行更多数据的采集,以记录当前的环境信息,本发明实施例此时对应的存储周期内的数据量就会增加,因此在该存储周期内对应的数据增量就会增加,此时需要对发送频率进行增加,以实现对于数据的及时传输,提高科考船上数据接收的及时性,以便于根据深海环境及时进行了解。
具体而言,所述中控模块在对发送模块的发送频率进行调整的过程中,中控模块内预先设置有标准发送频率f0、第一调节系数k1和第二调节系数k2,其中第一调节系数k1>第二调节系数,;
当提高发送模块的发送频率时,选择第一调节系数对标准发送频率进行调整;
当降低发送模块的发送频率时,选择第二调节系数对标准发送频率进行调整。
具体而言,本发明实施例通过采用不同的调整系数对标准发送频率进行调整,实现对于发送模块发送数据量的及时调整,使得科考船能够迅速地收到异常信息,保证深海运载器的运行安全性,另外在环境相对安全的情形下,减少数据传输,减少数据传输量,保证数据传输的稳定性。
具体而言,选择第一调节系数k1对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f1′=f0×(1+k1);
选择第二调节系数k2对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f2′=f0×(1-k2)。
具体而言,本发明实施例中在标准发送频率的基础上进行调整,使得实际发送频率更为精准,实现对于数据的有效快速传输,提高数据传输的有效性和及时性。
具体而言,第一调节系数k1=(Di-Di-1)/Di
第二调节系数k2=|Di-1-Di|/Di-1,其中Di表示当前存储周期内的数据量,Di-1表示前一存储周期内的数据量,而两者的差值则为当前存储周期的数据增量,本发明实施例通过对当前周期内的数据增量与前一存储周期内的数据量做商,从而实现对于各个存储周期内的数据量对于发送频率的影响评估更为精准,提高对于发送频率确定的准确性,进而保证深海数据能够及时发出,提高数据的发送效率和及时性。
具体而言,在所述传感器耦合端和电磁耦合端之间还设置有放大电路和滤波电路,所述放大电路与所述滤波电路连接,所述放大电路用以对信号进行放大,所述滤波电路用以对经过放大电路的信号进行滤波。
具体而言,本发明实施例中通过设置放大电路实现对于信号的放大,提高信号的传播距离,使得运载器在接驳过程中减少运动距离,实现数据的有效接收和传输,并且通过滤波电路能够对信号中的杂质数据进行有效过滤,保证信号内的信噪比,提高信号的传输效率,实现对于信号数据信息的有效转化,避免无效信息的处理,提高数据传输效率。
具体而言,本发明实施例中在对数据信息接驳和备份运输过程中,采用电磁耦合的无线通信方式,以高频逆变原理为核心,以电磁耦合器为载体,以WIFI无线通信网络为传输媒介,实现电能和数据的无线发送和接收。通过信号放大和滤波环节,修正了信号调制和解调电路,提高电磁耦合系统的通信距离,从而实现电磁耦合系统的优化设计。
具体而言,本发明实施例中的基于深海运载器的无线数据传输控制系统,当运载器向科考船发送数据信息时,中控模块内设置有第一频率F10、第二频率F20和第三频率F30和目标距离范围L0;运载器的实时位置处于潜水器和目标距离范围靠近潜水器一侧的极值之间,则选择第一频率F10作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0内,则选择第二频率F20作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0靠近科考船一侧的极值和科考船之间,则选择第三频率F30作为标准发送频率。
具体而言,本发明实施例通过在利用wifi网络实现运载器与科考船之间的数据传输,并且随着距离的靠近而采用低频的发送模式进行通信,保证在远海环境下的数据传输安全,实现对于突发状况的及时处理,提高运载器的安全性。
具体而言,设定潜水器与科考船的目标路线的距离为L1,目标距离范围L0中的极大值Lmax为2/3×L1,目标距离范围L0中的极小值Lmax为1/3×L1。
具体而言,在实际应用中,潜水器与科考船的目标路线的距离的单位为米,本发明实施例通过对目标距离范围进行限定,使得对于发送频率的选择更为精准,在不同的位置采用不同的发送频率,实现对于数据信息的有效传输,提高数据在深海中传输的安全性,以及保证数据传输的及时性和有效性,提高数据传输效率。
具体而言,第三频率F30=0.7×第二频率F20=0.3×第一频率F10。
具体而言,本发明实施例通过对第一频率、第二频率和第三频率之间的关系进行限定,使得对于在不同的位置采用不同的发送频率,实现对于数据发送频率的定量输出,保证传输系统的稳定性,且保证了数据传输的有效性和及时性,便于对于不同的深海环境下的情形进行及时反馈,提高数据的利用率。
具体而言,本发明实施例中的基于运载器的原位数据无线传输技术,能够为深海长期布放设备的数据传输提供新的技术手段,本发明实施例中的运载器通过配重为负浮力下沉,至近底进行第一次抛载,抛载后设备为零浮力,根据导航控制设备运动至作业地点,即载人潜器或ROV的附近。而后载人潜水器或ROV移动过来与运载器接近,通过载人潜水器或ROV上的机械手操作,提走运载器上输送过来的仪器设备,然后将载人潜器或ROV已采得的样品交接给运载器,交接完成后,运载器第二次抛载,上浮至海面,科考船将运载器回收至船上。
具体而言,本发明实施例中的基于深海运载器的无线数据传输控制系统,通过在运载器和潜水器之间达到一定距离时,在该距离下,传感器耦合端与电磁耦合端进行配合,实现信号的传输,当电磁耦合端接收到信息后进行解耦,实现对传感器耦合端检测到的信号进行有效传输,经过解耦之后获取得到检测到的信号,然后将该原位数据信号进行转化,形成原位数据信息,并利用设置在运载器与科考船之间的无线网络实现原位数据信息的有效传输,能够实现科考船对于潜水器的原位数据信息的接收,实现通过运载船作为中间载体,实现原位信号的及时传输,提高原位数据信号的有效传输,提高数据传输的有效性和及时性。
具体而言,本发明实施例中的运载器,拓展了深海运载能力,有效提升下潜作业效率,丰富了对于深海探索的途径,在实际应用中设置在科考船上的声通信机发送潜水器与运载器的相对位置给运载器,使得运载器自主航行至潜水器附近,实现传感耦合端与电磁耦合端的信息耦合和传输,运载器通过高精度自主导航寻址功能,采用三角定位算法应用在运载器,优化导航定位功能,实现高精度导航定位。
具体而言,本发明实施例中的传感耦合器是将传感器采集到的数据进行耦合发出,本发明实施例中的潜水器搭载多传感器,能够对潜水器的剖面及局部特征进行数据采集和监测,本发明实施例中的传感耦合端对深海流场结构、水体的电导率、温度、深度、溶氧率以及PH值等进行采集和监测,并通过水面中继进行组网观测及信息化处理,本发明实施例中的电磁耦合系统的通信距离是有限的因此需要运载器和潜水器在一定距离范围内,才能进行数据信号的传输,该距离设定为通信距离,当潜水器检测到运载器在其通信距离内,则进行原位数据信号的耦合发送,以便于在通信距离内运载器对原位数据信号的有效接收和解耦还原,并对该原位数据信号进行处理后,通过无线网络进行传输,实现对原位数据信号的无线传输,保证原位数据信号传输的及时性和有效性。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,包括:
传感器耦合端,用以设置在潜水器上,设置在深海中,用以采集深海中的原位数据信号;
电磁耦合端,设置在运载器上,用以与所述传感器耦合端进行耦合,实现原位数据信号的传输;
转化模块,设置在运载器上,与所述电磁耦合端连接,用以将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息;
发送模块,设置在运载器上,与所述转化模块连接,用以将所述数据信息发送至科考船上,以实现信号由深海向科考船的传输;
还包括中控模块,所述中控模块分别与转化模块与发送模块连接,用以根据所述转化模块的数据增量对发送模块的发送频率进行调整;
转化模块在将所述电磁耦合端内的原位数据信号转化为原位数据信息时,原位数据信息为结构性数据,所述原位数据信息包括若干结构段,每个结构段内包括一个数据,所述结构段包括位置数据段、时刻数据段、标识数据段和辅助数据段,所述位置数据段表示当前潜水器所在的位置,所述时刻数据段表示当前所在位置所对应的时刻,所述标识数据段表示当前潜水器的ID标识,所述辅助数据段表示在当前位置当前时刻下的辅助信息,所述时刻数据段和位置数据段均为根据时间和位置不断变化的,所述辅助信息用以表示在深海环境下的环境信息。
2.根据权利要求1所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
还包括存储单元,用以将原位数据信息存储在数据库内,所述数据库用以存储各时刻的原位数据信息,在进行存储时,根据存储周期进行顺次存储,对于任意周期内,若当前周期内的数据增量≥上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较大,则提高发送模块的发送频率;
若当前周期内的数据增量<上一周期的数据增量,表示当前周期内的存储的数据量增幅较小,则降低发送模块的发送频率。
3.根据权利要求2所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
所述中控模块在对发送模块的发送频率进行调整的过程中,中控模块内预先设置有标准发送频率f0、第一调节系数k1和第二调节系数k2,其中第一调节系数k1>第二调节系数,;
当提高发送模块的发送频率时,选择第一调节系数对标准发送频率进行调整;
当降低发送模块的发送频率时,选择第二调节系数对标准发送频率进行调整。
4.根据权利要求3所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
选择第一调节系数k1对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f1′=f0×(1+k1);
选择第二调节系数k2对标准发送频率f0进行调整,调整后的发送频率f2′=f0×(1-k2)。
5.根据权利要求4所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
第一调节系数k1=(Di-Di-1)/Di
第二调节系数k2=|Di-1-Di|/Di-1,其中Di表示当前存储周期内的数据量,Di-1表示前一存储周期内的数据量,而两者的差值则为当前存储周期的数据增量。
6.根据权利要求5所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
在所述传感器耦合端和电磁耦合端之间还设置有放大电路和滤波电路,所述放大电路与所述滤波电路连接,所述放大电路用以对信号进行放大,所述滤波电路用以对经过放大电路的信号进行滤波。
7.根据权利要求6所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,
当运载器向科考船发送数据信息时,中控模块内设置有第一频率F10、第二频率F20和第三频率F30和目标距离范围L0;运载器的实时位置处于潜水器和目标距离范围靠近潜水器一侧的极值之间,则选择第一频率F10作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0内,则选择第二频率F20作为标准发送频率;
运载器的实时位置处于目标距离范围L0靠近科考船一侧的极值和科考船之间,则选择第三频率F30作为标准发送频率。
8.根据权利要求7所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,设定潜水器与科考船的目标路线的距离为L1,目标距离范围L0中的极大值Lmax为2/3×L1,目标距离范围L0中的极小值Lmax为1/3×L1。
9.根据权利要求8所述的基于深海无缆自主运载器的无线数据传输控制系统,其特征在于,第三频率F30=0.7×第二频率F20=0.3×第一频率F10。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116707583A (zh) * 2023-07-31 2023-09-05 国家海洋技术中心 一种应用于水下平台的深海耦合中继传输系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201557113U (zh) * 2009-11-05 2010-08-18 杭州电子科技大学 基于感应耦合的水下无线数据收发装置
US20110177779A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Mark Rhodes Subsea transfer system providing wireless data transfer, electrical power transfer and navigation
JP2018033251A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 昭和飛行機工業株式会社 水中非接触給電装置
CN108631885A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 中国科学院声学研究所 一种潜标无线实时通信系统及方法
CN109115559A (zh) * 2018-09-20 2019-01-01 上海海洋大学 一种自主采水作业的全海深智能采水系统及方法
US20200052799A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Onesubsea Ip Uk Limited Subsea telecommunication system
CN113949947A (zh) * 2021-10-15 2022-01-18 中国石油天然气股份有限公司 用于节能监测的无线多功能数据采集器
CN114449468A (zh) * 2022-01-04 2022-05-06 哈尔滨工业大学 一种深海监测传感器及非接触式供电和信息传输系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201557113U (zh) * 2009-11-05 2010-08-18 杭州电子科技大学 基于感应耦合的水下无线数据收发装置
US20110177779A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Mark Rhodes Subsea transfer system providing wireless data transfer, electrical power transfer and navigation
JP2018033251A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 昭和飛行機工業株式会社 水中非接触給電装置
CN108631885A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 中国科学院声学研究所 一种潜标无线实时通信系统及方法
US20200052799A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Onesubsea Ip Uk Limited Subsea telecommunication system
CN109115559A (zh) * 2018-09-20 2019-01-01 上海海洋大学 一种自主采水作业的全海深智能采水系统及方法
CN113949947A (zh) * 2021-10-15 2022-01-18 中国石油天然气股份有限公司 用于节能监测的无线多功能数据采集器
CN114449468A (zh) * 2022-01-04 2022-05-06 哈尔滨工业大学 一种深海监测传感器及非接触式供电和信息传输系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
许志强;: "海洋应急指挥机动通信组网系统中多模融合无线通信技术研究" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116707583A (zh) * 2023-07-31 2023-09-05 国家海洋技术中心 一种应用于水下平台的深海耦合中继传输系统
CN116707583B (zh) * 2023-07-31 2023-10-13 国家海洋技术中心 一种应用于水下平台的深海耦合中继传输系统

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