[发明专利]一种潜水器通信系统及通信方法

权利要求书

1.一种潜水器通信系统，其特征在于，包括：船载通信站、通信中转器和潜水器；

所述船载通信站设置在通信船上，所述通信中转器可以悬浮在水中；

所述船载通信站，用于向所述通信中转器发送下行通信数据，并接收来自所述通信中转器的上行通信数据；

所述通信中转器，用于接收来自所述船载通信站的所述下行通信数据，并通过无线通信的方式将所述下行通信数据发送给所述潜水器，以及通过无线通信的方式接收来自所述潜水器的所述上行通信数据，并将所述上行通信数据发送给所述船载通信站；

所述潜水器，用于通过无线通信的方式接收来自所述通信中转器的所述下行通信数据，并通过无线通信的方式向所述通信中转器发送所述上行通信数据；

所述通信中转器包括：上通信部和下通信部，其中，所述上通信部与所述下通信部通过通信电缆相连，所述下通信部在水中的深度大于所述上通信部在水中的深度；

所述上通信部，用于接收来自所述船载通信站的所述下行通信数据，并通过所述通信电缆将所述下行通信数据发送给所述下通信部，以及将所述下通信部通过所述通信电缆发送的所述上行通信数据发送给所述船载通信站；

所述下通信部，用于通过无线通信的方式接收来自所述潜水器的所述上行通信数据，并通过所述通信电缆将所述上行通信数据发送给所述上通信部，以及通过无线通信的方式将来自所述上通信部的所述下行通信数据发送给所述潜水器；

所述下通信部包括：距离探测器、电缆绕线器和运动驱动器；

所述电缆绕线器可以对所述通信电缆进行盘绕；

所述距离探测器，用于探测所述下通信部与所述潜水器之间的距离是否超过预先设定的通信距离阈值，如果是，向所述电缆绕线器和所述运动驱动器发送跟随信号；

所述电缆绕线器，用于根据所述跟随信号释放或收回相对应长度的所述通信电缆；

所述运动驱动器，用于根据所述跟随信号驱动所述下通信部向靠近所述潜水器的方向运动相对应的距离；

所述距离探测器包括：至少三个信号发射器和数据处理器；

所述下通信部包括球形外壳，所述至少三个信号发射器设置在所述球形外壳的不同位置上；

每一个所述信号发射器，用于向所述潜水器发送脉冲信号，并接收所述脉冲信号被所述潜水器反射形成的反射信号，并将所述反射信号的信号强度值发送给所述数据处理器；

所述数据处理器，用于根据所述至少三个信号发射器分别发送的所述信号强度值，通过如下方程组计算所述潜水器的坐标值；

其中，所述(x，y，z)表征所述潜水器的坐标值，所述(x₁，y₁，z₁)表征所述至少三个信号发射器中第一信号发射器的坐标值，所述(x₂，y₂，z₂)表征所述至少三个信号发射器中第二信号发射器的坐标值，所述(x₃，y₃，z₃)表征所述至少三个信号发射器中第三信号发射器的坐标值，所述ε₁、ε₂和ε₃分别表征所述第一信号发射器、第二信号发射器和第三信号发射器所发送的所述信号强度值，所述k表征常数，所述第一信号发射器、第二信号发射器和第三信号发射器为所述至少三个信号发射器中对应所述信号强度值较大的三个所述信号发射器；

所述数据处理器，还用于根据所述潜水器的坐标值确定所述下通信部与所述潜水器之间的距离，并在所述下通信部与所述潜水器之间的距离超过所述通信距离阈值后，形成携带有运动方向信息和运动距离信息的所述跟随信号发送给所述电缆绕线器和所述运动驱动器；

所述电缆绕线器包括：电缆容纳桶和电缆驱动滚轮组；

所述电缆容纳桶为圆筒状结构，在所述电缆容纳桶的内侧壁上设置有螺纹，所述螺纹的螺距等于所述通信电缆的直径；

所述电缆容纳桶的顶部和底部分别设置有所述通信电缆的电缆入口和电缆出口，其中，所述电缆出口与所述通信电缆固定连接；

所述电缆驱动滚轮组设置在所述电缆入口处，所述电缆驱动滚轮组用于在电动机的带动下驱动所述通信电缆从所述电缆入口进入或退出所述电缆容纳桶，并使得所述通信电缆从所述电缆入口进入所述电缆容纳桶后可以沿所述电缆容纳桶的径向由外至内分层螺旋盘绕在所述电缆容纳桶内。