CN206461613U - 一种甚低频水文缆道通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甚低频水文缆道通信系统，所述通信系统包括水下信号发送器、信号接收器和缆绳；所述水下信号发送器与所述信号接收器均与所述缆绳耦合，所述水下信号发送器经所述缆绳传输甚低频信号至所述信号接收器。本实用新型采用甚低频3‑30kh的频率范围，利用缆绳作为传输天线，通过水下信号发送器的输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，以及信号接收器的限幅单元、滤波单元、放大单元、解调单元和转换输出单，完成水文缆道信号传输，避免了高频电磁信号在水中衰减巨大的问题，无需对缆道进行改动，实现了水文缆道信号系统稳定、易安装和易维护的优点。

Description

一种甚低频水文缆道通信系统

技术领域

本实用新型涉及缆道信号传输技术领域，具体地，涉及一种甚低频水文缆道通信系统。

背景技术

目前，水文缆道的通信多受限于水对电磁波的吸收较大这一特点，成熟的高频信号难以在水下传输超过5m，如433mhz、2.4G，都难以实现在水中有效的传输，采用在水下安装极板的方式进行信号传输又具有安装与维护极为不便、不稳定、受缆道环境影响大的特点。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种甚低频水文缆道通信系统，以实现水文缆道信号系统稳定、易安装和易维护的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述通信系统包括水下信号发送器、信号接收器和缆绳；所述水下信号发送器与所述信号接收器均与所述缆绳耦合，所述水下信号发送器经所述缆绳传输甚低频信号至所述信号接收器。

进一步地，所述水下信号发送器包括输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，信号依次通过输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元进行传输。

进一步地，所述信号接收器包括限幅单元、滤波单元、放大单元、解调单元和转换输出单元，信号依次通过限幅单元、滤波单元、放大单元、调解单元和转换输出单元进行传输。

进一步地，所述缆绳长度为100-500米。

进一步地，所述调制单元通过MCU对不同的信号进行软件调制，生成甚低频信号，甚低频信号频率范围为3-30kh；所述调制单元的调制方式采用ASK幅移键控制调制方式。

进一步地，所述限幅单元采用二极管对接收到的信号进行限幅。

进一步地，所述解调单元采用LM567或者MCU对放大后的甚低频信号进行信号解调。

进一步地，所述转换输出单元的通用接口信号包括通断信号、232串口信号和485信号。

本实用新型的一种甚低频水文缆道通信系统，采用甚低频3-30kh的频率范围，利用缆绳作为传输天线，通过水下信号发送器的输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，以及信号接收器的限幅单元、滤波单元、放大单元、解调单元和转换输出单，完成水文缆道信号传输，避免了高频电磁信号在水中衰减巨大的问题，无需对缆道进行改动，实现了水文缆道信号系统稳定、易安装和易维护的优点。

附图说明

图1为本实用新型所述一种甚低频水文缆道通信系统的结构图；

图2为本实用新型所述一种甚低频水文缆道通信系统的水下信号发送器的信号传输图；

图3为本实用新型所述一种甚低频水文缆道通信系统的信号接收器的信号传输图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种甚低频水文缆道通信系统包括水下信号发送器、信号接收器和缆绳；水下信号发送器与信号接收器均与所述缆绳耦合，水下信号发送器经缆绳传输甚低频信号至所述信号接收器。

如图2所示，水下信号发送器包括输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，信号依次通过输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元进行传输。输入信号转换：将各种流速仪信号、水面信号、河底信号转换为电信号；数据处理：通过MCU采集各个传感器的信号并对信号进行滤波、打包等处理；调制：通过MCU对不同的信号进行软件调制，生成甚低频信号，采用ASK幅移键控调制方式；放大：对MCU输出的甚低频调制信号进行功率放大；阻抗匹配：为了将放大后的信号有效得发送出去必须经过阻抗匹配后才能连接到发射天线上。

如图3所示，信号接收器包括限幅单元、滤波单元、放大单元、解调单元和转换输出单元，信号依次通过限幅单元、滤波单元、放大单元、调解单元和转换输出单元进行传输。限幅：由于缆道的长短、阻抗、建设接地电阻等环境的不同，接收到的原始信号的幅度也差异较大，为保护后级滤波、放大电路，必须先经过限幅，一般采用二极管限幅；滤波：一般缆道建设跨度较大，接收到的各种电磁波信号混杂在一起，经过此甚低频滤波器后可有效去除其他频带杂波:，一般采用带通滤波器；放大：负责对滤波后的信号进行放大处理，此处采用普通运放即可满足要求；解调：对放大后的甚低频信号进行信号解调，从中解调出有效的信号，如果仅使用流速仪、水面、河底信号此处可用LM567进行解调，如果信号比较复杂可采用MCU对信号进行分析解调；转换输出：将提取出的信号转换为通用接口信号，方便其他设备的接入，如：通断信号、232串口、485信号等。

本实用新型的一种甚低频水文缆道通信系统工作流程为：通过水下信号发送器采集信号，并进行数据处理、调制、放大、阻抗匹配等一系列工作后将信号直接耦合到缆绳上，由于本系统采用甚低频的频率，所以可以把缆绳当作天线，信号接收器同样直接与缆绳耦合，经过限幅、滤波、放大、解调、转换后得到有效的数据信号。

本实用新型的一种甚低频水文缆道通信系统，采用甚低频3-30kh的频率范围，利用缆绳作为传输天线，通过水下信号发送器的输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，以及信号接收单元的限幅单元、滤波单元、放大单元、调解单元和转换输出单，完成水文缆道信号传输，避免了高频电磁信号在水中衰减巨大的问题，无需对缆道进行改动，实现了水文缆道信号系统稳定、易安装和易维护的优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述通信系统包括水下信号发送器、信号接收器和缆绳；所述水下信号发送器与所述信号接收器均与所述缆绳耦合，所述水下信号发送器经所述缆绳传输甚低频信号至所述信号接收器。

2.根据权利要求1所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述水下信号发送器包括输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元，信号依次通过输入信号转换单元、数据处理单元、调制单元、放大单元和阻抗匹配单元进行传输。

3.根据权利要求1所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述信号接收器包括限幅单元、滤波单元、放大单元、解调单元和转换输出单元，信号依次通过限幅单元、滤波单元、放大单元、调解单元和转换输出单元进行传输。

4.根据权利要求1所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述缆绳长度为100-500米。

5.根据权利要求2所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述调制单元通过MCU对不同的信号进行软件调制，生成甚低频信号，甚低频信号频率范围为3-30kh；所述调制单元的调制方式采用ASK幅移键控制调制方式。

6.根据权利要求3所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述限幅单元采用二极管对接收到的信号进行限幅。

7.根据权利要求3所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述解调单元采用LM567或者MCU对放大后的甚低频信号进行信号解调。

8.根据权利要求3所述的一种甚低频水文缆道通信系统，其特征在于，所述转换输出单元的通用接口信号包括通断信号、232串口信号和485信号。