RU194178U1 - Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств - Google Patents
Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств Download PDFInfo
- Publication number
- RU194178U1 RU194178U1 RU2019129458U RU2019129458U RU194178U1 RU 194178 U1 RU194178 U1 RU 194178U1 RU 2019129458 U RU2019129458 U RU 2019129458U RU 2019129458 U RU2019129458 U RU 2019129458U RU 194178 U1 RU194178 U1 RU 194178U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- node
- signal
- parameters
- unit
- buffer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/96—Sonar systems specially adapted for specific applications for locating fish
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических средствах мониторинга биоресурсов, а также при проведении работ по исследованию Мирового Океана. В антенном устройстве гидроакустического средства мониторинга биоресурсов, содержащем приемную акустическую антенну, состоящую из антенных модулей, выполненных многоэлементными и многоканальными, причем каждый антенный модуль выполнен с возможностью независимого управления характеристиками направленности, каждый антенный модуль содержит общие для всех каналов трансформатор гальванической развязки с линией FastEthernet, узел подключения к физической среде, узел приема синхросигнала, узел поддержки стека TCP/IP, узел равномерного распределения нагрузки исходящего трафика, детектор начала излучения, узел формирования заголовка пакета, узел управления считыванием, узел загрузки пакета параметров излучаемого сигнала, узел загрузки пакета параметров задержек излучения сигналов, узел загрузки пакета параметров приема сигналов, буферный узел хранения пакетов параметров излучаемого сигнала, буферный узел хранения параметров задержки излучения сигналов, буферный узел хранения заголовка пакета, узел формирования пакетов данных, буферный узел хранения пакетов данных, узел формирования сигнала и содержит для каждого канала свой экземпляр узла формирования сигнала, трансформатора гальванической развязки, узла переключения, усилителя принимаемого сигнала, аналого-цифрового преобразователя и приемно-излучающего пьезоэлектрического преобразователя. Полезная модель позволяет обеспечить обработку получения сигала от близко наводящегося объекта с антенным устройством и тем самым точно определить его местонахождение и идентифицировать объект.
Description
Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована для исследования биоресурсов, обеспечивая повышение производительности и качества рыбохозяйственной деятельности, мониторинга биосферы в океане в интересах увеличения добычи морепродуктов при условии сохранения и рационального использования биоресурсов океана.
Известно, что для мониторинга биоресурсов, как правило, используются гидроакустические средства (ГАС), работающие в режиме активной гидролокации.
При типовом проектировании гидроакустических комплексов антенное устройство комплекса представляет собой устройство с электроакустическими преобразователями. Аналоговый электрический сигнал от антенного устройства по кабелям подается на комплект аппаратуры предварительной обработки, который расположен на удалении от антенного устройства. Одна из проблем возникающая при разработке комплексов это возникновение в соединительных кабелях электрических наводок, вносящих искажение в принимаемый сигнал и как следствие снижающих эксплуатационные характеристики комплекса в целом. Любой источник электромагнитного излучения создаёт помехи, тем самым снижая качество обработки сигнала, размещение элементов предварительной обработки и оцифровки сигнала внутри антенного устройства, в непосредственной близости от чувствительных элементов, позволяет минимизировать длину линий передачи аналогового сигнала (несколько сантиметров), что обеспечивает снижение уровня наведенных помех, тем самым обеспечивают дальность обнаружения цели и обеспечивают возможность размещение комплекса в любом месте с точки зрения электромагнитной совместимости (универсальность)
Наиболее близким по технической сущности и принятый за прототип является гидроакустический комплекс мониторинга и освещения подводной обстановки по патенту на полезную модель №114170, кл. G01S 15/88, опубл.10.03.2012, содержащий приемную акустическую антенну, состоящую из антенных модулей, выполненных многоэлементными и многоканальными, причем каждый из антенных модулей выполнен с возможностью независимого управления характеристиками направленности. Данное устройство имеет следующий недостаток
Отдельное выполнение приемной антенны (АП) и излучающей антенны (АИ), это ведет к увеличению габаритов конечного изделия.
Отдельное исполнение генераторного устройства и отдельное исполнение приемно-передающего тракта, это также ведет к увеличению габаритов и наличию протяженных линий передачи аналогового сигнала.
Наличие протяженных линий передачи аналогового сигнала являющихся причиной наведенных шумов в принятом сигнале.
Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик за счет снижения уровня наведенных шумов в принятом сигнале.
Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что устройство мониторинга биоресурсов содержит приемную акустическую антенну, состоящую из антенных модулей, выполненных многоэлементными и многоканальными. Каждый антенный модуль выполнен с возможностью независимого управления характеристиками направленности. Каждый антенный модуль содержит общие для всех каналов трансформатор гальванической развязки с линией FastEthernet, узел подключения к физической среде, узел приема синхросигнала, узел поддержки стека TCP/IP, узел равномерного распределения нагрузки исходящего трафика, детектор начала излучения, узел формирования заголовка пакета, узел управления считыванием, узел загрузки пакета параметров излучаемого сигнала, узел загрузки пакета параметров задержек излучения сигналов, узел загрузки пакета параметров приема сигналов, буферный узел хранения пакетов параметров излучаемого сигнала, буферный узел хранения параметров задержки излучения сигналов, буферный узел хранения заголовка пакета, узел формирования пакетов данных, буферный узел хранения пакетов данных, узел формирования сигнала, и содержит для каждого канала свой экземпляр узла формирования сигнала, трансформатора гальванической развязки, узла переключения, усилителя принимаемого сигнала, аналого-цифрового преобразователя и приемно-излучающего пьезоэлектрического преобразователя.
На чертеже (Фиг.1) приведена принципиальная схема устройства мониторинга биоресурсов. Устройство мониторинга биоресурсов состоит из нескольких антенных модулей (А) образующих цилиндрическую антенну, каждый из которых выполнен многоэлементным и многоканальным с возможностью независимого управления характеристиками направленности. Каждый антенный модуль содержит общие для всех каналов трансформатор 1, предназначенный для гальванической развязки с линией FastEthernet; узел 2 физического уровня сети, обеспечивающий подключение к физической среде передачи (медный кабель); узел 3 приема синхросигнала, предназначенный для выделения синхросигнала из каналов FastEthernet и перевода его в цифровой вид; узел 4 поддержки стека TCP/IP, обеспечивающего совместимость работы антенного модуля с сетями Ethernet при использование протоколов TCP/IP; узел 5 равномерного распределения нагрузки исходящего трафика, обеспечивающий равномерность отправки сформированных пакетов данных; детектор 6 начала излучения, анализирующего синхросигнал и формирующего управляющий импульс "начало излучения"; узел 7 формирования заголовка пакета, предназначенный для формирования общей части исходящего пакета данных; узел 8 управления считыванием, анализирующий синхросигнал и формирующий управляющие сигналы для работы АЦП; узел 9 загрузки пакета параметров излучаемого сигнала, выполняющего проверку целостности пакета; узел 10 загрузки пакета параметров задержек излучения сигналов, выполняющий проверку целостности пакета и проверку значений данных пакета на допустимые пределы изменения; Узел 11 загрузки пакета параметров приема сигналов, выполняющий проверку целостности пакета и проверку значений данных пакета на допустимые пределы изменения; буферный узел 12 хранения пакетов параметров излучаемого сигнала, обеспечивающий хранение данных излучаемого сигнала и разграничение доступа к ним в режимах чтение/запись; буферный узел 13 хранения параметров задержки излучения сигналов, обеспечивающий хранение параметров задержки излучения сигналов и разграничение доступа к ним в режимах чтение/запись; буферный узел 14 хранения заголовка пакета, обеспечивающий хранение общей части исходящего пакета данных и разграничение доступа к нему в режимах чтение/запись; узел 15 формирования пакетов данных, обеспечивающий формирование пакетов данных, поступающих от АЦП; буферный узел 16 хранения пакетов данных, обеспечивающий хранение сформированных пакетов данных и разграничение доступа к ним в режимах чтение/запись. Кроме того устройство содержит для каждого канала свой экземпляр узла 17 формирования сигнала, осуществляющего генерацию, усиление электрического сигнала излучения для заданного канала и формирующего управляющий сигнал "идет излучение"; трансформатора 18, предназначенного для гальванической развязки узла 17 формирования сигнала и узла 19 переключения, выполняющего коммутацию выводов приемо-излучающего пьезокерамического преобразователя 22 между трансформатором 18 и усилителем 20, обеспечивающим предварительное усиление принимаемого сигнала и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, предназначенный для оцифровки предварительно усиленного сигнала.
Работа устройства мониторинга биоресурсов заключается в следующем.
Каждый антенный модуль (А) выполняет следующие функции:
непрерывный прием акустического сигнала, его обработка и отправка данных по каналу FastEthernet;
прием информации по линиям канала FastEthernet и её обработка;
Непрерывный прием акустического сигнала, его обработка и отправка данных по каналу FastEthernet осуществляется следующим образом:
Принятый акустический сигнал при помощи пьезоэлектрического преобразователя 22 преобразуется в электрический сигнал и через узел переключения 19 подается на вход усилителя 20. С выхода усилителя 20 электрический сигнал подается на аналоговый вход АЦП 21. Поток данных с цифрового выхода АЦП 21 подается на вход узла 15 формирования пакетов данных, которой "раскладывает" их в памяти буферного узла 16 хранения пакетов данных. После того как в буферном узле 16 хранения пакетов данных будут собраны в пакеты данных, они будут отправлены узлом 5 равномерного распределения нагрузки исходящего трафика в узел 4 поддержки стека TCP/IP, откуда данные будут отправлены в узел 2 физического уровня сети, из которого в виде Ethernet пакетов по каналу FastEthernet будут отправлены в аппаратуру обработки сигнала.
Прием информации по линиям канала FastEthernet и её обработка осуществляется следующим образом: в линиях канала FastEthernet принимаются два типа сигнала:
синхросигнал;
сигнал сети Ethernet.
Синхросигнал подается на вход узла 3 приема синхросигнала. Сигнал сети Ethernet подается на Ethernet вход узла 2 физического уровня сети и далее в узел 4 поддержки стека TCP/IP. Узел 3 приема синхросигнала анализирует полученный из среды передачи сигнал и преобразует его в цифровой вид. Цифровой сигнал подается на входы детектора 6 начала излучения узла 7 формирования заголовка пакета и узла управления считыванием 8. Детектор 6 начала излучения анализирует поступающий на его вход синхросигнал и формирует управляющий сигнал "начало излучения". Этот сигнал подается на вход узла 17 формирования сигнала всех каналов антенного модуля. Узел 17 формирования сигнала, получив управляющий сигнал "начало излучения" от детектора 6 начала излучения, считывает параметры задержки для своего канала из буферного узла 13 хранения параметров задержки излучаемого сигнала и, если обслуживаемый канал выбран для излучения, то начинает формирование излучаемого сигнала в соответствии с параметрами, хранящимися в буферном узле 12 хранения параметров излучаемого сигнала.
Также на период формирования излучаемого сигнала узел 17 формирования сигнала формируют управляющий сигнал "излучение" для узла 19 переключения. Узел переключения 19 при отсутствии управляющего сигнала "излучение" коммутируют выводы приемно-излучающего пьезокерамического преобразователя 22 на вход усилителя 20. При наличии управляющего сигнала "излучение" выводы приемно-излучающего пьезокерамического преобразователя 22 коммутируются на выход трансформатора 18, а вход усилителя 20 замыкается на сопротивление. Узел 7 формирования заголовка пакета анализирует подаваемый на его вход сигнал и формирует заголовок отправляемого пакета, добавляя туда контрольные суммы параметров излучаемого сигнала и параметров задержки излучения, полученные от узла 9 загрузки пакета параметров излучаемого сигнала и узла 10 загрузки пакета задержек излучения сигнала. Сформированный заголовок пакета передается в буферный узел 14 хранения заголовка пакета. Узел 8 управления считыванием анализирует подаваемый на его вход сигнал и формирует управляющие сигналы для работ АЦП 21 всех каналов. Управляющие сигналы формируются всегда, независимо от наличия сигнала на входе устройства. Однако, при наличии входного сигнала, формируемые управляющие сигналы корректируются по фронтам с входным сигналом, обеспечивая синхронность работы АЦП как в пределах одного антенного модуля (А), так и между модулями.
Режим приема сигнала: узел 4 поддержки стека TCP/IP, полученный поток данных отправляет на узел 9 загрузки пакета параметров излучаемого сигнала, узел 10 загрузки пакета задержек излучения сигналов и узел 11 загрузки пакета параметров приема сигналов. Узел 9 загрузки пакета параметров излучаемого сигнала анализирует входящий поток данных и выделяет в них пакет, содержащий параметры излучаемого сигнала. При обнаружении такого пакета в нем будет проверена контрольная сумма и в случае совпадения рассчитанной и полученной сумм данные будут занесены в Буферный узел 12 устройство хранения параметров излучаемого сигнала и контрольная сумма занесена в буферный узел 14 хранения заголовка пакета. Узел 10 загрузки пакета задержек излучения сигнала анализирует входящий поток данных и выделяет в них пакет, содержащий параметры излучения для каналов. При обнаружении такого пакета в нем будет проверена контрольная сумма и в случае совпадения рассчитанной и полученной сумм данные будут занесены в буферный узел 13 хранения параметров задержки излучения сигнала и контрольная сумма занесена в буферный узел 14 хранения заголовка пакета. Узел 11 загрузки пакета параметров приема сигнала анализирует входящий поток данных и выделяет в них пакет, содержащий параметры приема сигнала. При обнаружении такого пакета в нем будет проверена контрольная сумма и в случае совпадения рассчитанной и полученной сумм данные будут переданы в узел 7 формирования заголовка пакета и узел 8 управления считыванием.
Такое техническое решение позволяет обеспечить обработку полученного сигала от близко находящегося объекта с устройство мониторинга биоресурсов и тем самым точно определить его местонахождение и идентифицировать объект.
Разработанное устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств позволит уменьшить габариты устройства и исключить протяженных линий передачи аналогового сигнала.
Claims (1)
- Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств, содержащее приемную акустическую антенну, состоящую из антенных модулей, выполненных многоэлементными и многоканальными, причем каждый антенный модуль выполнен с возможностью независимого управления характеристиками направленности, отличающееся тем, что каждый антенный модуль содержит общие для всех каналов трансформатор гальванической развязки с линией FastEthernet, узел подключения к физической среде, узел приема синхросигнала, узел поддержки стека TCP/IP, узел равномерного распределения нагрузки исходящего трафика, детектор начала излучения, узел формирования заголовка пакета, узел управления считыванием, узел загрузки пакета параметров излучаемого сигнала, узел загрузки пакета параметров задержек излучения сигналов, узел загрузки пакета параметров приема сигналов, буферный узел хранения пакетов параметров излучаемого сигнала, буферный узел хранения параметров задержки излучения сигналов, буферный узел хранения заголовка пакета, узел формирования пакетов данных, буферный узел хранения пакетов данных, узел формирования сигнала и содержит для каждого канала свой экземпляр узла формирования сигнала, трансформатора гальванической развязки, узла переключения, усилителя принимаемого сигнала, аналого-цифрового преобразователя и приемно-излучающего пьезоэлектрического преобразователя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129458U RU194178U1 (ru) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129458U RU194178U1 (ru) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194178U1 true RU194178U1 (ru) | 2019-12-02 |
Family
ID=68834550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019129458U RU194178U1 (ru) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194178U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7688675B2 (en) * | 2006-03-24 | 2010-03-30 | University Of Mississippi | Underwater biomass assessment device and method |
| RU114170U1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-03-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Гидроакустический комплекс мониторинга и освещения подводной обстановки |
| US8194499B2 (en) * | 2008-01-31 | 2012-06-05 | Furund Electric Company Limited | Ultrasonic underwater detector with voltage and envelope control |
| RU144952U1 (ru) * | 2014-05-19 | 2014-09-10 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Унифицированный конвертер гидроакустических сигналов (укс-г) |
| RU2697430C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2019-08-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" (ООО КБМЭ "Вектор") | Гидроакустический комплекс для мониторинга рыбы в садках предприятий индустриальной аквакультуры |
| WO2019167563A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置、および、水中探知方法 |
-
2019
- 2019-09-18 RU RU2019129458U patent/RU194178U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7688675B2 (en) * | 2006-03-24 | 2010-03-30 | University Of Mississippi | Underwater biomass assessment device and method |
| US8194499B2 (en) * | 2008-01-31 | 2012-06-05 | Furund Electric Company Limited | Ultrasonic underwater detector with voltage and envelope control |
| RU114170U1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-03-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Гидроакустический комплекс мониторинга и освещения подводной обстановки |
| RU144952U1 (ru) * | 2014-05-19 | 2014-09-10 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Унифицированный конвертер гидроакустических сигналов (укс-г) |
| WO2019167563A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置、および、水中探知方法 |
| RU2697430C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2019-08-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" (ООО КБМЭ "Вектор") | Гидроакустический комплекс для мониторинга рыбы в садках предприятий индустриальной аквакультуры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI384251B (zh) | 用於具收發器模組的聲學系統的方法及設備 | |
| US10389885B2 (en) | Full-duplex adaptive echo cancellation in a conference endpoint | |
| EP2096883B1 (en) | Surround sound outputting device and surround sound outputting method | |
| CN1130840C (zh) | 用于自适应干扰抵消的系统和方法 | |
| EP2026598A1 (en) | Voice conference device | |
| US20130003983A1 (en) | Headphone | |
| KR20120049534A (ko) | 음원 신호 처리 장치 및 그 방법 | |
| JP2013524601A5 (ru) | ||
| US8300839B2 (en) | Sound emission and collection apparatus and control method of sound emission and collection apparatus | |
| JP2009206671A (ja) | 音声会議システム | |
| SE447861B (sv) | Forfarande for att tillverka en akustisk apparat samt akustisk endstralande anordning | |
| EP1718105A2 (en) | Speaker array system | |
| CN111800722B (zh) | 前馈麦克风功能检测方法、装置、终端设备及存储介质 | |
| CN108847250B (zh) | 一种定向降噪方法、系统及耳机 | |
| JP2015177546A (ja) | 短縮された待ち時間で風雑音を低減した伝送信号を発生する方法 | |
| CN106814360A (zh) | 一种基于线性调频信号的多波束测深系统 | |
| RU194178U1 (ru) | Устройство мониторинга биоресурсов с помощью гидроакустических средств | |
| JP2014143480A (ja) | 超指向性スピーカ | |
| KR101467822B1 (ko) | 스테레오 수중 음향신호의 공기 중 재현을 위한 신호처리방법 및 이를 이용한 신호처리장치 | |
| EP1065909A2 (en) | Noise canceling microphone array | |
| US11600288B2 (en) | Sound signal processing device | |
| US6885612B2 (en) | Panoramic audio device for passive sonar | |
| CN112104686B (zh) | 一种智能设备和智能设备间的文件传输方法 | |
| EP4390435A1 (en) | Audio device with ultrasound movement detection | |
| CN113839720B (zh) | 一种指向性水声网络的多址接入方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200919 |