CN208190660U - 一种水下通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水下通信系统，包括发送方和接收方，所述发送方由第一电源模块、传感器信号检测模块、MCU主控模块、光发射模块组成，所述传感器信号检测模块通过串口与MCU主控模块的监控单元连接、光发射模块通过串口与MCU主控模块的数据输出输入单元连接；所述接收方由第二电源模块、信号处理模块、光接收模块、解码调制器组成，所述光接收模块的输出端接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输出端连接解码调制器的输入端。本实用新型克服了声学无线方案带宽过窄，用于地面带宽无线传输的相关波段的电磁波在水中的衰减过大的弊端。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下通信领域，尤其涉及一种水下无线LED光源通信系统。
背景技术
水下无线通信是研制海洋观测系统的关键技术，借助海洋观测系统，可以采集有关海洋学的数据，监测环境污染，气候变化海底异常地震火山活动，探查海底目标，以及远距离图像传输。水下无线通信在军事中也起到至关重要的作用，而且水下无线通信也是水下传感器网络的关键技术。水下通信主要采用声、电磁波、光几种方式，但是，水声信道传输延时长、传输速率低、可用带宽有限、功耗高、体积大、安全性差等缺点；采用电磁波进行水下无线通信，由于电磁波是横波，由于水是良导体，趋肤效应将严重影响电磁波在水中的传输。
为了解决上述问题，本实用新型提出一种通过能在水下通信中具有良好的通信功能、成本低廉、可靠性高的LED光源水下通信系统。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种水下通信系统。
具体的，本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种水下通信系统，由发送方和接收方构成，所述发送方由第一电源模块、传感器信号检测模块、MCU主控模块、光发射模块组成，所述传感器信号检测模块通过串口与MCU主控模块的监控单元连接、光发射模块通过串口与MCU主控模块的数据输出输入单元连接；所述接收方由第二电源模块、信号处理模块、光接收模块、解码调制器组成，所述光接收模块的输出端接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输出端连接解码调制器的输入端。
进一步的，所述第一电源模块与第二电源模块采用DC/DC高效率开关电源分路提供各部分隔离电源。
进一步的，所述第一电源模块在电源输出端并联超级电容储能。
进一步的，所述光发射模块由驱动电路、LED光源、准直光学系统组成，所述的MCU主控模块将接收到的信号进行编码、调制，然后送到驱动电路经整形处理后送给LED光源。
进一步的，所述准直光学系统通过透镜将LED光束以平行光束的形式在信道中传输。
进一步的，所述光接收模块由接收光学系统、光电倍增管、信号放大电路构成，光电倍增管与接收光学系统相连，再接信号放大电路。
进一步的，所述信号处理模块为低通滤波电路或带通滤波电路。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的水下通信系统采用LED光进行水下通信，克服了现有水声信道传输延时长、传输速率低、可用带宽有限、功耗高、体积大、安全性差的缺点，提升了现有水下光通信的通信速率和可靠性，非常适合水下探测系统设计对有效载荷小型化、轻量化、低功耗的要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，一种水下通信系统，由发送方和接收方构成，所述发送方由第一电源模块、传感器信号检测模块、MCU主控模块、光发射模块组成，所述传感器信号检测模块通过串口与MCU主控模块的监控单元连接、光发射模块通过串口与MCU主控模块的数据输出输入单元连接；所述接收方由第二电源模块、信号处理模块、光接收模块、解码调制器组成，所述光接收模块的输出端接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输出端连接解码调制器的输入端。
第一电源模块与第二电源模块采用DC/DC高效率开关电源分路提供各部分隔离电源、传感器信号检测及MCU主控模块实现传感器信号检测，以及系统的控制及通信功能、LED光源实现数据光发射功能。第一电源模块的电源输出端并联超级电容储能。
光发射模块由驱动电路、LED光源、准直光学系统组成，所述的MCU主控模块将接收到的信号进行编码、调制，然后送到驱动电路经整形处理后送给LED光源。
所述光接收模块由接收光学系统、光电倍增管、信号放大电路构成，光电倍增管与接收光学系统相连将光信号转变为电信号，再接信号放大电路放大。
所述信号放大电路由前置放大电路和差分放大电路构成。在差分电路中通过信号同向相减，把系统噪声和背景噪声去处。
为了保证信号由交稿的信噪比，信号处理模块为低通滤波电路或带通滤波电路以滤除高频噪音。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种水下通信系统，其特征在于，由发送方和接收方构成，所述发送方由第一电源模块、传感器信号检测模块、MCU主控模块、光发射模块组成，所述传感器信号检测模块通过串口与MCU主控模块的监控单元连接、光发射模块通过串口与MCU主控模块的数据输出输入单元连接；所述接收方由第二电源模块、信号处理模块、光接收模块、解码调制器组成，所述光接收模块的输出端接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输出端连接解码调制器的输入端。
2.根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于，所述第一电源模块与第二电源模块采用DC/DC高效率开关电源分路提供各部分隔离电源。
3.根据权利要求2所述的水下通信系统，其特征在于，所述第一电源模块在电源输出端并联超级电容储能。
4.根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于， 所述光发射模块由驱动电路、LED光源、准直光学系统组成，所述的MCU主控模块将接收到的信号进行编码、调制，然后送到驱动电路经整形处理后送给LED光源。
5.根据权利要求4所述的水下通信系统，其特征在于，所述准直光学系统通过透镜将LED光束以平行光束的形式在信道中传输。
6.根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于，所述光接收模块由接收光学系统、光电倍增管、信号放大电路构成，光电倍增管与接收光学系统相连，再接信号放大电路。
7.根据权利要求6所述的水下通信系统，其特征在于，所述信号放大电路由前置放大电路和差分放大电路构成。
8.根据权利要求1所述的水下通信系统，其特征在于，所述信号处理模块为低通滤波电路或带通滤波电路。
Priority Applications (1)
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| CN201820412913.8U CN208190660U (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 一种水下通信系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201820412913.8U CN208190660U (zh) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 一种水下通信系统 |
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| CN208190660U true CN208190660U (zh) | 2018-12-04 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110557202A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-10 | 南京先进激光技术研究院 | 基于led光源的水下通信装置 |
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2018
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