[实用新型]基于感应耦合的水下无线数据收发装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水下无线通信技术领域，具体涉及一种基于感应耦合的水下无线数据收发装置。

背景技术

与现有陆地通信方式类似，水下数据通信也可采用有线和无线方式实现。但由于电磁波在水中衰减速度非常快，无法实现较长距离的无中继无线通信，因而水下无线通信几乎全部依赖声通信系统。然而在某些水下应用领域中，如自升降监测浮标数据回收、水下工作站或深潜器数据对接等，考虑到通信双方中有一方处于不确定运动状态，出于设备安全原因，数据传输必须采用非接触方式实现。同时，在这些应用领域中，由于需要传输的数据量不大，传输距离近，若采用声通信系统实现，则不仅成本过高，同时设备功耗大增，不利于监测浮标等自容式设备的长期无人值守工作；而在其他水下无线传输方式中，水下激光通信系统通信距离远、传输率较高，但结构复杂、造价高，同时通信的方向性要求高；水下LED光学通信系统造价低、功耗低、传输距离较远、但同样存在方向性要求过高问题，若无相应装置保证其探头在较小的范围内对准，则通讯性能将大幅下降甚至通讯中断。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于感应耦合的水下无线数据收发装置。该装置可以实现水下近距离非接触式无线通信，满足某些特定水下应用领域中数据传输的低成本、低功耗和高可靠性要求。

基于感应耦合的水下无线数据收发装置，包括数据发送终端、耦合信号发送模块、耦合信号接收模块、发送线圈、接收线圈以及数据接收终端。

数据发送终端通过串口与耦合信号发送模块连接，耦合信号发送模块的输出端与发送线圈信号连接，发送线圈对应接收线圈设置，在海水介质中以电磁耦合方式相连接，接收线圈与耦合信号接收模块的输入端信号连接，耦合信号接收模块通过串口与数据接收终端连接。

所述的耦合信号发送模块包含数据接口、调制电路、功放电路；数据接口与调制电路信号连接；调制电路与功放电路信号连接，功放电路与发送线圈信号连接。

所述的耦合信号接收模块包含放大电路、前端滤波电路、检波电路、后端滤波电路、数字信号还原电路以及数据接口，放大电路一端连接接收线圈，另一端与前端滤波电路一端信号连接，前端滤波电路另一端与检波电路一端信号连接，检波电路另一端与后端滤波电路一端信号连接，后端滤波电路与数字信号还原电路一端信号连接，数字信号还原电路另一端连接数据接口。

所述的发送线圈和接收线圈均为采用漆包线绕制的具有一定匝数和半径的封闭空心线圈。

本实用新型中涉及调制电路、功率放大电路、放大电路、滤波电路、检波电路以及数字信号还原电路均采用现有成熟技术。

由于本实用新型提出的水下无线数据收发装置具有非接触特性，因而通信双方无需添加额外的通信线路，既保证了数据通信的可靠性，同时也保障了水下设备的灵活性和安全性。此外，本实用新型提出的水下无线数据收发装置基于电磁感应原理，对于收、发线圈相对位置的方向性要求较低，可以在较大的空间角度范围内实现近距离非接触式无线传输。除此之外，该装置还具有成本低、功耗小等一系列优点，与水声通讯、水下光学通讯等背景技术相比，更加适合实现水下近距离非接触式无线数据传输。

附图说明

图1为实用新型结构示意图；

图2为图1中的耦合信号发送模块结构示意图；

图3为图1中的耦合信号接收模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，基于感应耦合的水下无线数据收发装置，包括数据发送终端1、耦合信号发送模块2、耦合信号接收模块5、发送线圈3、接收线圈4以及数据接收终端6。

数据发送终端1通过串口与耦合信号发送模块2连接，耦合信号发送模块2的输出端与发送线圈信号连接，发送线圈3对应接收线圈4设置，在海水介质中以电磁耦合方式相连接，接收线圈4与耦合信号接收模块5的输入端信号连接，耦合信号接收模块5通过串口与数据接收终端6连接。

如图2所示，耦合信号发送模块2包含数据接口2-1、调制电路2-2、功放电路2-3；数据接口2-1与调制电路2-2信号连接；调制电路2-2与功放电路2-3信号连接，功放电路2-3与发送线圈3信号连接。