RU2653403C2 - Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя - Google Patents
Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653403C2 RU2653403C2 RU2016142307A RU2016142307A RU2653403C2 RU 2653403 C2 RU2653403 C2 RU 2653403C2 RU 2016142307 A RU2016142307 A RU 2016142307A RU 2016142307 A RU2016142307 A RU 2016142307A RU 2653403 C2 RU2653403 C2 RU 2653403C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transceiver
- accelerometer
- marine
- power consumption
- energy saving
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B22/00—Buoys
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области функционирования морских радиогидроакустических буев (РГБ), предназначенных для приема/передачи информации о подводной обстановке по гидроакустическому каналу и радиоканалу. РГБ используются в военных целях, а также при исследованиях и мониторинге Мирового океана и других акваторий. Предложено устройство энергосбережения автономного приемопередатчика морского РГБ, содержащее первый и второй микроконтроллеры МК1 И МК2 управления и контроля энергопотребления источника электропитания приемопередатчика, причем МК1 выполнен высокоскоростным со сравнительно большим энергопотреблением и с возможностью снижения тактовой частоты, а МК2 выполнен низкоскоростным с малым энергопотреблением; дополнительно введен акселерометр, при этом источник электропитания последовательно соединен через МК2 с МК1, а акселерометр соединен с МК1. Предложен также способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского РГБ. Технический результат заключается в снижении энергетических затрат при работе РГБ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области функционирования морских радиогидроакустических буев (РГБ), предназначенных для приема/передачи информации о подводной обстановке по гидроакустическому каналу и радиоканалу. РГБ используются в военных целях [1], а также при исследованиях и мониторинге Мирового океана и других акваторий.
РГБ состоит из двух основных модулей: гидроакустического, предназначенного для приема/передачи информации по гидроакустическому каналу, и радиотехнического, предназначенного для приема/передачи информации по радиоканалу. Оба модуля располагаются в едином корпусе. РГБ сбрасывается в воду с самолетов (вертолетов) или выпускается из подводной лодки. После выпуска в воду РГБ всплывает, выпуская в воду гидроакустическую антенну, а в воздушную среду - радиоантенну. Поскольку РГБ принципиально является автономным, существенным фактором является проблема энергопитания устройств РГБ, в том числе энергосбережения.
Задачи энергосбережения являются актуальными практически для всех устройств, в том числе имеющих в своем составе приемо-передающие средства, что характерно для систем радиосвязи. В патенте [2] при связи с несколькими абонентами анализируют скорость передачи и объем информации первому абоненту и на основании этих данных адаптируют скорость передачи информации второму абоненту, обеспечивая энергосбережение. При наличии нескольких абонентов в патенте [3] предлагается анализировать трафик сообщений, уменьшая скорость передачи информации при более свободном трафике.
Наиболее близкими по функциональным и конструктивным характеристикам к предлагаемым способу и устройству являются способ и устройство, представленные в статье [4], которые приняты за прототип.
В статье [4] описываются общие принципы энергосбережения. В случае приемоизлучающего устройства устройство энергосбережения содержит микроконтроллер управления и контроля энергопотребления источника электропитания приемопередатчика, а способ его функционирования заключается в переводе в активный режим приемопередатчика при сеансе связи и переводе в «спящий» режим в паузах между сеансами связи с помощью этого микроконтроллера,
Недостатком такого решения является его малая эффективность применительно к сложным условиям работы РГБ.
Техническим результатом предложенного изобретения является снижение энергетических затрат при работе РГБ.
Для обеспечения указанного технического результата в устройство энергосбережения автономного приемопередатчика морского РГБ, содержащее первый микроконтроллер (МК1) управления и контроля энергопотребления источника электропитания приемопередатчика введены новые признаки, а именно: дополнительно введены второй микроконтроллер (МК2), причем МК1 выполнен высокоскоростным со сравнительно большим энергопотреблением и с возможностью снижения тактовой частоты, а МК2 выполнен низкоскоростным с малым энергопотреблением; и датчик-акселерометр, при этом источник электропитания последовательно соединен через МК2 с МК1, а датчик-акселерометр соединен с МК1 через переключатель.
В способе энергосбережения автономного приемопередатчика морского РГБ, состоящем в переводе в активный режим приемопередатчика при сеансе связи и переводе в «спящий» режим в паузах между сеансами связи с помощью первого микроконтроллера (МК1), новые признаки заключаются в том, что с помощью введенного второго микроконтроллера (МК2) в «спящем» режиме дополнительно понижают тактовую частоту МК1, а в период сеанса связи с помощью введенного акселерометра отслеживают положение этого акселерометра и включают передатчик, когда положение акселерометра близко к апогею морской волны.
РГБ содержит несколько узлов, каждый из которых выполняет определенную задачу. В предлагаемом нами варианте, вводимый, низко энергопотребляющий микроконтроллер 2 (МК2) обеспечивает поочередное и повременное включение узлов, которые необходимы в конкретный момент времени в зависимости от программы работы, а наличие акселерометра позволяет осуществлять передачу оптимальным образом, когда буй находится в максимальных точках по вертикали - в апогее волны.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой приведена функциональная схема - заявленное устройство энергосбережения в составе РГБ.
Заявляемый автономный цифровой приемопередатчик содержит низкопроизводительный, с малым энергопотреблением второй микроконтроллер (МК2) 3, соединенный линиями питания с высокопроизводительным первым микроконтроллером (МК1) 2 и с акселерометром 7. МК2 соединен по питанию с аккумуляторной батареей (АКБ) 1. МК1 и акселерометр соединены также между собой линиями данных. Поскольку заявляемое устройство является частью РГБ, на фиг. 1 в качестве поясняющего примера представлены дополнительные узлы, которые присутствуют или могут присутствовать в РГБ: спутниковый модем 4, радиомодем 5 и гидроакустический модем 6. Модемы 4-6 линиями данных соединены с МК1, а модемы 4-6 - с соответствующими им антеннами 8-10.
Представленные на фиг. 1 устройства описаны в известных источниках: микроконтроллеры являются элементами средств вычислительной техники; модемы 4-6 принципиально выполняют одинаковые функции (модуляция/демодуляция сигналов), применительно к устройствам связи описаны в книге [5]; акселерометр является стандартным устройством для регистрации ускорений.
С помощью предложенного устройства заявленный способ осуществляется следующим образом: АКБ 1 подает питание на МК2 3, который коммутирует питание по узлам буя в зависимости от режима работы и запрограммированной программы. При этом потребление энергии существенно сокращается, т.к. энергия расходуется только на активный узел. Остальные узлы при этом отключены, т.е. не расходуют вхолостую заряд АКБ. В рабочем режиме МК2 подает питание на необходимые в данный момент времени модемы, в зависимости от рабочей программы, при этом незадействованные модемы отключены. Для экономии энергии АКБ передача по УКВ связи или спутниковой связи осуществляется в оптимальное время в зависимости от положения буя, которое контролируется акселерометром в трех координатных плоскостях. Оптимальное условие передачи - в максимальных точках по вертикали (на апогее морской волны). При поступлении сообщения МК2 включает МК1, который принимает сообщение от работающего модема и согласно программе отправляет его на другой модем, который включает МК2. После завершения передачи модем обесточивается до следующего сеанса связи.
МК2 выполняет дополнительные задачи:
- управление спящим режимом устройств из информационной цепи буя;
- управление снижением тактовой частоты высокопроизводительного контроллера при отсутствии задач по обработке и передачи данных;
- отключение всех систем буя в режиме глубокого сна, при аварии, критическом заряде аккумуляторной батареи и т.п.
Таким образом, осуществляется экономия электроэнергии батареи и оптимизация работы РГБ с помощью данных от акселерометра.
Источники информации
1. Форский Л. Радиосвязные буи ВМС иностранных государств // Заруб. военное обозрение, 2000, №11.
2. Пат. РФ №2351099. Способ управления скоростью передачи и контроллер радиосвязи. МПК H04W 92/10. Заявл. 24.08.2006, опубл. 27.03.2009.
3. Пат. РФ №2574727. Способ управления схемой адаптивной модуляции и устройство беспроводной передачи, снабженное схемой адаптивной модуляции. МПК H04W 28/18. Заявл. 07.06.2012, опубл. 10.02.2016.
4. Андреев Ю.В., Ефремова Е.В., Лазарев В.А. Энергосберегающие режимы приемопередатчиков в сверхширокополосных сенсорных сетях // Журнал радиоэлектроники, 2012, №1.
5. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М., Сов. радио, 1970.
Claims (2)
1. Устройство энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя, содержащее первый микроконтроллер (МК1) управления и контроля энергопотребления источника электропитания приемопередатчика, отличающееся тем, что дополнительно введен второй микроконтроллер (МК2), причем МК1 выполнен высокоскоростным со сравнительно большим энергопотреблением и с возможностью снижения тактовой частоты, а МК2 выполнен низкоскоростным с малым энергопотреблением; дополнительно введен акселерометр, при этом источник электропитания последовательно соединен через МК2 с МК1, а акселерометр соединен с МК1.
2. Способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя, состоящий в переводе в активный режим приемопередатчика при сеансе связи и переводе в «спящий» режим в паузах между сеансами связи с помощью первого микроконтроллера (МК1), отличающийся тем, что с помощью введенного второго микроконтроллера (МК2) в «спящем» режиме дополнительно понижают тактовую частоту МК1, а в период сеанса связи с помощью введенного акселерометра отслеживают положение этого акселерометра и включают передатчик, когда положение акселерометра близко к апогею морской волны.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142307A RU2653403C2 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142307A RU2653403C2 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016142307A3 RU2016142307A3 (ru) | 2018-04-28 |
| RU2016142307A RU2016142307A (ru) | 2018-04-28 |
| RU2653403C2 true RU2653403C2 (ru) | 2018-05-08 |
Family
ID=62105728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142307A RU2653403C2 (ru) | 2016-10-27 | 2016-10-27 | Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653403C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703406C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-16 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Радиогидроакустический буй на микроконтроллере с блоком звукоподводной связи |
| WO2022146178A1 (ru) | 2020-12-28 | 2022-07-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговый Центр "Цирит" | Способ энергосбережения запирающей системы |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5965778A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-14 | Nec Corp | 周波数プリセツト型ソノブイ |
| JPS63165779A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Toyo Commun Equip Co Ltd | ソノブイ |
| RU160239U1 (ru) * | 2015-09-11 | 2016-03-10 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Блок ретранслятора радиогидроакустического буя |
-
2016
- 2016-10-27 RU RU2016142307A patent/RU2653403C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5965778A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-14 | Nec Corp | 周波数プリセツト型ソノブイ |
| JPS63165779A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Toyo Commun Equip Co Ltd | ソノブイ |
| RU160239U1 (ru) * | 2015-09-11 | 2016-03-10 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Блок ретранслятора радиогидроакустического буя |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Андреев Ю.В. и др. Энергосберегающие режимы приемопередатчиков в сверхширокополосных сенсорных сетях. Журнал радиоэлектроники, 2012, N 1. Радиогидроакустический буй длительного дежурства, опубл. 03.07.2015, найдено 20.06.2017 [on-line], найдено в интернет: http://makulaturoman.livejournal.com/18008.html. * |
| Андреев Ю.В. и др. Энергосберегающие режимы приемопередатчиков в сверхширокополосных сенсорных сетях. Журнал радиоэлектроники, 2012, N 1. Радиогидроакустический буй длительного дежурства, опубл. 03.07.2015, найдено 20.06.2017 [on-line], найдено в интернет: http://makulaturoman.livejournal.com/18008.html. JP S5965778 A (NIPPON ELECTRIC CO), 14.04.1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703406C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-10-16 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Радиогидроакустический буй на микроконтроллере с блоком звукоподводной связи |
| WO2022146178A1 (ru) | 2020-12-28 | 2022-07-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговый Центр "Цирит" | Способ энергосбережения запирающей системы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016142307A3 (ru) | 2018-04-28 |
| RU2016142307A (ru) | 2018-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207427168U (zh) | 一种基于铱星及北斗卫星通信的海洋通信基站浮标 | |
| CN211047244U (zh) | 一种无线传感网休眠控制装置 | |
| RU2653403C2 (ru) | Устройство и способ энергосбережения автономного приемопередатчика морского радиогидроакустического буя | |
| RU160239U1 (ru) | Блок ретранслятора радиогидроакустического буя | |
| TW200616352A (en) | Power-efficient multi-antenna wireless device | |
| CN110324885B (zh) | 一种水下网络节点的休眠唤醒方法 | |
| CN106451812A (zh) | 无线电能传输系统唤醒、休眠控制方法 | |
| CN202929212U (zh) | 基于北斗rdss导航系统海上救生定位标及系统 | |
| CN103427856A (zh) | 一种gps接收机的功耗控制方法 | |
| EP1289214A3 (en) | Data communication system, controller device and data communication method | |
| CN105182383A (zh) | 基于北斗、ais和水声技术的搜救终端设备 | |
| CN207625354U (zh) | 一种基于超声波的水下物联网节点的能量补给系统 | |
| CN110127009B (zh) | 一种无缆化通信潜航器 | |
| CN104215986A (zh) | 一种水下滑翔器海上远程铱星双向通信/定位系统 | |
| CN103824108A (zh) | 一种高效低功耗的电子标签及系统 | |
| CN108008427A (zh) | 海上落水人员智能搜救系统 | |
| CN203261360U (zh) | 一种应用于水下的声纳调制解调装置 | |
| CN204374425U (zh) | 一种低功耗的北斗定位终端装置 | |
| SE9800938L (sv) | Sätt att driva kommunikationsanordning för sändning i två olika radiosystem, samt anordning därför | |
| CN106912011A (zh) | 救援系统和救援方法 | |
| Muzzammil et al. | Towards sustainable Internet of Underwater Things: UAV-aided energy efficient wake-up solutions | |
| CN112235049A (zh) | 用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器 | |
| CN205003292U (zh) | 基于北斗、ais和水声技术的搜救终端设备 | |
| Cho et al. | Development of a long-range marine communication system for fishery buoy searching | |
| CN116062128A (zh) | 一种基于基站的水下机器人长期驻留控制系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181028 |