[实用新型]基于DDS技术的水下无线传感器网络节点主控电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器技术领域，尤其涉及一种基于DDS技术的水下无线传感器网络节点主控电路。

背景技术

随着全球陆地无线传感器网络的飞速发展，以水下超声为传输媒质的水下传感器网络逐渐得到了越来越多的重视和资金投入。水下传感器网络(underwater acoustic sensor networks， UWASN)有着非常广阔的应用前景，被广泛的应用在多种水下工程和研究领域。然而，现有的水下传感器网络及其主控电路存在着以下缺点：

（1）水声信道传输质量差：多径、衰减及多普勒频移等问题使得水下通信的误码率高、链路暂时性中断现象时有发生，这是水下传感器网络与陆地空中无线传感器网络的重要区别之一。

（2）电池能力有限：水下传感器网络节点主控电路通常携带能量十分有限的电池。由于水下传感器节点主控电路分布水面区域广，而且水下环境复杂，网络节点主控电路通常不被回收，所以节点主控电路通过更换电池以补充能源是不现实的。

（3）通信能力有限：水下声通信主要受路径损失，多径、多途、噪声、多普勒频移、传播延时长和延时易变的影响。

上述这些缺点不利于数据的有效传输，无法实现可靠地水下点对点的实时通信，从而降低了分布式水下无线传感器网络的实用性。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于DDS技术的水下无线传感器网络节点主控电路，克服现有的水下无线传感器网络的主控电路水声信道传输质量差，电池能力有限，通信能力有限等不足。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

电源及电源管理电路、主控制器及存储电路、时钟电路、DDS波形发生电路；

所述电源及电源管理电路与主控制器及存储电路连接；所述时钟电路通过相应接口与主控制器及存储电路连接；所述DDS波形发生电路通过并行接口 PORTC与主控制器及存储电路连接。

所述电源及电源管理电路，具有LM2596-5V、TPS70351两种稳压器。

所述的主控制器及存储电路，采用了Samsung公司的ARM9系列的S3C2410微处理器。

所述的时钟电路采用专用的实时日历时钟芯片PCF8563。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）本实用新型具有良好的电源系统，有利于主控电路乃至整个系统的正常工作；

2）本实用新型的S3C2410提供了一套比较完整的通用系统的外围设备，并且使得整个系统消耗最小，免去了添加配置附加设备的麻烦；

3）本实用新型在本水下无线传感器网络节点主控电路上，S3C2410的 bank0分配给了 Norflash，bank3分配给了以太网控制器设备，bank6 分配给了 SDRAM，其它空间未分配，给用户扩展外部设备留有很大的余地；

4）本实用新型K9F1208是容量较大的Flash芯片，可提供大量应用软件支持；

5）本实用新型增加了一个专用的实时日历时钟芯片，它具有非常低的功耗，即使系统掉电，也可以在正确的日历时间下继续工作，从而不会造成系统时间的丢失；

6）本实用新型DDS技术具有在数字处理器的控制下能够精确而快速地处理频率和相位的优点，且频率和相位分辨率相当好，能进行快速的信号变换，本实用新型的DDS模块可产生频率相位均稳定的超声信号，满足高速切换信号频率的要求。

附图说明

图1是本实用新型的网络节点电路原理框图。

图2是本实用新型的电源及电源管理电路图。

图3是本实用新型的SDRAM电路图。

图4是本实用新型的SD卡模块电路图。

图5是本实用新型的PCF8563实时时钟与CPU接口原理图。

图6是本实用新型的AD9850的DDS模块电路图。

具体实施方式

本实用新型采用数字方式进行信号的产生，用DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）作为水下超声通讯信号源，以达到产生频率相位均稳定的超声信号，并能满足高速切换信号频率的要求，通过简化信号发生方面的开销可以使更多精力放在对接收信号的处理方面，具有低误码率、低能耗、高通讯成功率和简化信道开销等优点，同时，为用户扩展外部设备留有很大的余地。

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明：