[实用新型]一种实现水声通信的硬件平台

说明书

技术领域

本实用新型属于水声通信领域，是一种实现水声通信的硬件平台。

背景技术

海洋覆盖着71%的地球表面，其中蕴藏着丰富的矿产资源，能够带来非常大的经济效益。此外，我国海域辽阔，与周边国家为了海洋权益经常发生冲突，尤其在南海和东海，海洋安全形势十分严峻。海洋领域在国家发展中已占据十分重要的战略地位。而建立高效、可靠的水声通信机制一直是海域研究的重点。

而水声信道是一个及其复杂的时变、空变的信道，不论是受多径效应、多普勒频移还是传播损失的影响，信号在水声传播的过程中会发生难以预测的变化。对于受干扰信号，高效的调制解调、编解码、信号处理方式是提高通信效果的重要方法。因而设计一种适用于水声通信的硬件平台极为重要。相应的硬件平台必须具备相应的处理能力。

公告号为CN204697065U，名称为《一种水声通信处理平台硬件系统》的中国专利申请公开了一种主要用于水声通信的硬件平台，但该系统在接收端没有对接收信号可控功能，对于幅度变化较大的信号不能进行精准处理，从而影响通信效果。

发明内容

本实用新型提供一种便于实现的硬件平台，具有收发合置功能，支持全双工工作，且具有高效、可靠的信号处理能力，采用相应的低功耗硬件，并设定了闲时休眠模式，来达到低功耗的目标。

针对上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种实现水声通信的硬件平台,包括控制模块、D/A数模转换器、功率放大器、第一换能器、A/D模数转换器、程控放大器、带通滤波器、第二换能器、前置放大器、电压比较器；所述的控制模块、D/A数模转换器、功率放大器、第一换能器依次连接；所述的第二换能器、带通滤波器、程控放大器、A/D模数转换器、控制模块依次连接；所述的第二换能器和控制模块之间还依次连接有前置放大器和电压比较器。

优选的，所述的控制模块与存储器连接。

优选的，所述的控制模块包括依次连接的ARM处理器和FPGA；所述的FPGA分别与D/A数模转换器和A/D模数转换器连接；所述的ARM处理器分别与存储器和电压比较器连接。

优选的，所述的ARM处理器采用ARM9芯片S3C2440型。

优选的，所述的FPGA采用阿尔特公司的第四代低功耗FPGA—EP4CE22F17。

本实用新型的有益效果是：一种实现水声通信系统的硬件平台，包括控制模块、D/A数模转换器、功率放大器、第一换能器、A/D模数转换器、程控放大器、带通滤波器、第二换能器、前置放大器、电压比较器；本实用新型硬件皆选用高速低功耗器件，来满足水下长时间工作要求，并加入导频功能，来控制部分模块上电工作以达到节约功耗目的；经实测，本平台可实现可靠的数据传输。

附图说明

图1是本实用新型一种实现水声通信的硬件平台的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

见图1，一种实现水声通信的硬件平台,包括控制模块、D/A数模转换器、功率放大器、第一换能器、A/D模数转换器、程控放大器、带通滤波器、第二换能器、前置放大器、电压比较器；所述的控制模块、D/A数模转换器、功率放大器、第一换能器依次连接；所述的第二换能器、带通滤波器、程控放大器、A/D模数转换器、控制模块依次连接；所述的第二换能器和控制模块之间还依次连接有前置放大器和电压比较器。

所述的控制模块与存储器连接。

所述的控制模块包括依次连接的ARM处理器和FPGA；所述的FPGA分别与D/A数模转换器和A/D模数转换器连接；所述的ARM处理器分别与存储器和电压比较器连接。

所述的ARM处理器采用ARM9芯片S3C2440型。

所述的FPGA采用阿尔特公司的第四代低功耗FPGA—EP4CE22F17。

在发送端，ARM处理器通过串口发送数据到FPGA中进行相应处理。D/A数模转换器与FPGA相连，对处理后的信号进行数模转换，D/A数模连接功率放大器，模拟信号经过功率放大后，传给与功率放大器相连的第一换能器，电信号经由第一换能器转换为声信号后进入水声信道中传输。