CN1773565A - 基于led光学通讯的深海非接触式信号传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置包括科考工具、设在深潜器内的计算机，第一调制解调电路、第二调制解调电路、第一光学探头和第二光学探头，其中第一光学探头和第一调制解调电路封装在第一耐压壳体内，第二光学探头和第二调制解调电路封装在第二耐压壳体内，第一光学探头与第一调制解调电路相连，第一调制解调电路的输出和输入电缆引出第一耐压壳体与科考工具相连；第二光学探头与第二调制解调电路的相连，第二调制解调电路的输出和输入电缆引出第二耐压壳体与计算机相连。该装置结构简单、造价低、功耗低、能实现2.5米的非接触式通讯距离，可耐70Mpa的高压。

Description

基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置
技术领域
本发明涉及深海非接触式信号传输装置，尤其是基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置。
背景技术
水下自治机器人(AUV)、水下遥控机器人(ROV)及载人潜水器(DSV)是深海科学考察和资源勘测的主要运载设备，在下潜作业过程中，上述运载设备都会搭载一系列的科考工具。为了确保ROV、AUV和DSV的绝对安全，在紧急状态下，运载设备必须和科考工具成功分离。因此，运载设备与科考工具之间的信号传输都采用非接触式信号传输装置来实现。需要强调的是，由于深海环境特殊，采用单一的通讯媒介不能完全保证通讯成功，作业现场需要高可靠性的无线信号传输系统。在水下，非接触式信号传输主要可以通过三种方式来实现，一种是基于水声原理的信号传输方式，一种是基于电磁耦合(Inductive CoupledLink，ICL)的非接触式信号传输方式，还有一种是基于光学传输的信号传输方式。其中水声设备功耗较大，不适合电池供电的科考工具。目前用于水下的光学传输主要是应用激光进行长距离的通信，激光通信造价高、结构复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、造价低的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置。
本发明的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置，包括科考工具、设在深潜器内的计算机，其特征是还包括第一调制解调电路、第二调制解调电路、第一光学探头和第二光学探头，其中第一光学探头和第一调制解调电路封装在第一耐压壳体内，第二光学探头和第二调制解调电路封装在第二耐压壳体内，第一光学探头与第一调制解调电路相连，第一调制解调电路的输出和输入电缆引出第一耐压壳体与科考工具相连；第二光学探头与第二调制解调电路的相连，第二调制解调电路的输出和输入电缆引出第二耐压壳体与计算机相连。
本发明中，所说的科考工具可以是传感器、采样器或其它深海作业工具。光学探头由发光管的阵列和一个位于阵列中心的光电池组成。不同波段的光信号在海水中的传播有不同的表现，由于红色可见光在水下有优于其它颜色光的传播性能，故以选用红色的发光管为好。
本发明中，所说的调制解调电路可采用通过符合红外数据通信(Irda)标准的编解码芯片TIR1000来实现。
工作时，第一光学探头与第二光学探头相距数米，科考工具传出的探测信号，在第一调制解调电路中被调制，已调信号通过第一光学探头传递到第二调制解调电路被解调，然后再传递到深潜器内的计算机。从深潜器发出的数字控制信号，在第二调制解调电路中被调制，已调信号通过第二光学探头传递到第一调制解调电路被解调，然后再传递到科考工具。
本发明的有益效果在于：
由于发明装置的信号传递是通过两个独立的光学探头完成双向通讯，所以可以在深潜器和科考工具之间实现非接触式信号传递，避免作业工具与海底物体缠结而限制深潜器移动的危急情况。本发明的深海非接触式信号传输装置还具有结构简单、造价低、功耗低、耐高压的特点。能实现2.5米的通讯距离，其封装壳体可耐水下7000米即70Mpa的高压。
附图说明
图1是本发明的构成示意图。
图2是封装有光学探头和调制解调电路的耐压壳体示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置包括包括科考工具1、设在深潜器内的计算机6，第一调制解调电路2、第二调制解调电路5、第一光学探头3和第二光学探头4，其中，第一光学探头3和第一调制解调电路2封装在第一耐压壳体7内，第二光学探头4和第二调制解调电路5封装在第二耐压壳体8内，封装结构如图2所示。第一光学探头3与第一调制解调电路2相连，第一调制解调电路2的输出和输入缆线引出第一耐压壳体7与科考工具1相连；第二光学探头4与第二调制解调电路5的相连，第二调制解调电路5的输出和输入缆线引出第二耐压壳体8与计算机6相连。
图2是封装有光学探头和调制解调电路的耐压壳体示意图，第一、第二耐压壳体的封装结构相同。耐压壳体采用抗高压材料加工，在壳体端盖上安装有水密接插件9，电缆线10通过水密接插件引出，以第一耐压壳体7为例，调制解调电路板2与壳体的端盖固定在一起，发光管11与光电池12布置在一个平面上，其中发光管11为圆形阵列，光电池12位于圆心位置，该平面与耐压壳体的轴线垂直。壳体的前端安装透光窗口13，该透光窗口采用耐高压光学玻璃，光学玻璃板与壳体的接触面使用O型圈密封。

Claims (3)

1.基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置，包括科考工具(1)、设在深潜器内的计算机(6)，其特征是还包括第一调制解调电路(2)、第二调制解调电路(5)、第一光学探头(3)和第二光学探头(4)，其中第一光学探头(3)和第一调制解调电路(2)封装在第一耐压壳体(7)内，第二光学探头(4)和第二调制解调电路(5)封装在第二耐压壳体(8)内，第一光学探头(3)与第一调制解调电路(2)相连，第一调制解调电路(2)的输出和输入电缆引出第一耐压壳体(7)与科考工具(1)相连；第二光学探头(4)与第二调制解调电路(5)的相连，第二调制解调电路(5)的输出和输入电缆引出第二耐压壳体(8)与计算机(6)相连。
2.根据权利要求1所述的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置，其特征在于所说的科考工具(1)是传感器或采样器。
3.根据权利要求1所述的基于LED光学通讯的深海非接触式信号传输装置，其特征在于第一、第二耐压壳体的前端具有透光窗口，装置在壳体内的光学探头的发光面与耐压壳体的轴线垂直。
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