[发明专利]一种潜标水声处理装置及系统

说明书

本发明涉及水声信号检测技术领域，具体公开了一种潜标水声处理装置，其中，包括：控制模块、处理模块、电源模块、采集模块和存储模块；控制模块用于与上位机建立通信连接，并根据上位机的控制指令控制电源模块和处理模块的工作；电源模块用于为控制模块和处理模块的工作提供电源供应；采集模块用于对声学信号进行模数转换；处理模块用于根据控制指令对采集模块和存储模块进行参数配置，以及能够控制采集模块和存储模块的工作，并实现对声学信号进行多种数据形式的处理；存储模块用于将处理模块处理后的数据存储为多种数据形式。本发明还公开了一种潜标水声处理系统。本发明提供的潜标水声处理装置具有存储空间大以及存储数据多样性的优势。

技术领域

本发明涉及水声信号检测技术领域，尤其涉及一种潜标水声处理装置及包括该潜标水声处理装置的潜标水声处理系统。

背景技术

我国是一个海洋大国，有着18000公里长的海岸线，海域面积达到了300 万平方公里。海洋资源的开发利用的前提是对海洋资源的探测，当前海洋资源 探测最有效的手段是采用水声探测的方式，潜标水声系统能够实现对海洋信息 连续采集、监测，除此之外，潜标水声系统具有隐蔽性好、独立功能能力强、 长期稳定工作等优点，也能够通过水声通信接口实现水下组网，因而潜标水声 系统目前广泛的应用在海洋探测中。潜标水声处理电路作为潜标系统的核心处 理模块，能够实现对接收到的声学信号采集、水声通信、数据存储、数据通信、 潜标工作状态控制等功能。

传统的潜标水声处理电路主要存在以下几个方面的缺点：

（1）数据存储空间小：潜标系统的供电主要是依靠潜标系统中的锂电池来供电，锂电池的电能储存有限，为了提高潜标系统的持续工作时间，电路系统的设计必须采用低功耗方案设计，在存储介质上选用的是低功耗存储方案，选用TF卡或者CF卡作为存储介质，存储容量最大为256GB；

（2）存储数据单一：为降低系统功耗，传统的潜标系统主要是采用FPGA（现场可编程门阵列）+MCU（微控制器）方案，FPGA主要负责对接收换能器调理后的模拟阵元域信号进行模数转换，再将转换后的数字信号传输给MCU来进行处理、存储，由于MCU信号处理能力较弱，不具备进行多阵元实时波束形成处理功能，因而传统潜标水声处理电路只存储原始阵元域数据。

（3）信号处理能力弱：传统的潜标水声处理电路由于采用的是FPGA+MCU的低功耗处理方案，因此不具备在潜标水声处理电路上进行窄带波束形成、宽带波束形成、线谱检测、MVDR自适应波束形成等处理。

（4）调试手段单一，无法在线更新程序：传输的潜标水声处理电路是安装在潜标电子舱内部，调试时主要是通过拆卸潜标水声处理电路中的存储卡，通过PC机读取来验证功能，当需要更新程序时，需要拆卸电子舱，将FPGA、MCU下载器与FPGA芯片、MCU芯片连接后才能更新程序。

（5）工作模式单一：传统的潜标系统主要是依靠预先定时、设定任务的方式来进行工作。这种工作方式没有水声通信接口，会导致潜标系统在某段时间进行无效工作，所采集、存储的数据也都是无效的，导致整个潜标系统在无效工作，造成锂电池电能浪费、数据存储空间的浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种潜标水声处理装置及包括该潜标水声处理装置的潜标水声处理系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种潜标水声处理装置，其中，包括：控制模块、处理模块、电源模块、采集模块和存储模块；

所述控制模块用于与上位机建立通信连接，并根据所述上位机的控制指令控制所述电源模块和所述处理模块的工作；

所述电源模块用于为所述控制模块和所述处理模块的工作提供电源供应；

所述采集模块用于采集声学信号，并对所述声学信号进行模数转换；