[发明专利]远距数据传输设备及方法

说明书

本申请实施例公开了一种远距数据传输设备及方法。该设备包括远距测量模块、数据传输通道和数据接收模块；远距测量模块包括依次连接的第一测量装置、第一控制装置和可变电阻；数据传输通道包括第一导电介质和第二导电介质，数据接收模块包括采样电阻、供电电源、第二控制装置和第二测量装置和第三测量装置。各导电介质的发送端口分别与可变电阻的两端连接，第二导电介质的发送端口和可变电阻之间接地，第二导电介质的接收端口与第二测量装置和地连接；第一导电介质的接收端口通过采样电阻连接至第二测量装置，第二测量装置还与第二控制装置和地连接；第三测量装置并联于采样电阻两端。供电电源连接至采样电阻和第二测量装置之间。

技术领域

本发明涉及通信及数据处理技术领域，尤其涉及一种远距数据传输设备及方法。

背景技术

环境要素测量领域中，通常受限于环境，需要采用抛弃式参数测量设备进行远距测量，并将测量数据进行回传。以海洋环境要素测量为例，使用海洋抛弃式参数测量设备及各型深海传感器等进行水下参数的跨水面测量，并利用缠绕在线轴上的远距、跨水面电气传输线将水下信号或数据传输至水面载具。海洋抛弃式参数测量设备主要由水下工作的测量探头和水面主机组成，利用装载各种物理量传感器的测量探头在水下垂直下落，实时测量垂直下落轨迹处的温度、电导率、声速、压力等参数。通过逐步释放缠绕在水面、水下线轴上的远距、跨水面电气传输线，使之伸展成直线状态，在水上和水下构建长达几千米的远距电气通信链路，利用该电气通信链路将水下测量探头信号或数据传输至水面主机。

海洋抛弃式参数测量设备的线轴分水上线轴部分和水下线轴两部分，二者绕制同一根电气传输线形成电气通路。设备使用时，水面主机安装在船舶内部，水上线轴部分随水面船舶以一定速度移动，水上线轴以一定速度持续释放电气传输线，使电气传输线由缠绕状态伸展为直线状态，水上线轴绕制电气传输线长度支持船舶一定速度水平运动速度所需距离。水下线轴安装在测量探头内部，测量探头从水面垂直运动至水下一定深度，水下线轴以一定速度持续释放电气传输线，使电气传输线由缠绕状态伸展为直线状态，水下线轴绕制电气传输线长度大于测量探头最大下潜深度。电气传输线的一端连接测量探头内部的传感器或电路作为发送端，另一端由水上线轴引出电气端口用于连接水面主机，水面主机作为接收端。测量探头、电气传输线、水面主机构成了通信系统，电气传输线是系统的电气通信链路。

海洋抛弃式参数测量设备所采用的电气传输线要求电气介质细微、绝缘、耐缠绕、低成本、机械性能好等条件，受上述条件制约，国内外海洋抛弃式测量设备通常选择单芯或两芯绝缘漆包线作为电气传输线。电气传输线预先缠绕在线轴上构成电气通信链路，实际使用海洋抛弃式参数测量设备时，电气传输线由缠绕状态逐渐伸展成为直线状态，随着时间变化，电气传输线总体阻抗由感性向容性过度，电气传输线自身特性随时间变化，应用该电气传输线组成的电气通信链路属于典型的时变信道，存在信号畸变失真、噪声干扰、长距离衰减、带宽小问题。

现有技术中，针对上述问题通常采用如下几种方案：

第一种，利用电气传输线作为电气通信链路，传输测量单一的物理量形成的信号或数据。这种方法通常将待测物理量为NTC（（Negative Temperature Coefficient），负温度系数）热敏电阻的阻值放置在“模拟电桥”某测量臂进行测量，由于“模拟电桥”与电气传输线串联，因此对NTC热敏电阻测量结果不可避免地包含电气传输线自身的阻抗，导致设备测量准确度受到影响。

第二种，利用电气传输线作为电气通信链路传输测量多个的物理量形成的信号或数据。这种方法需同时测量温度、压力、电导率等，并将所有测量结果传输至水面主机，发送端需采用数字调制方式将测量结果进行数字调制，形成数字信号传输，要求专用数字调制电路，电路复杂、成本高，并且受发送数据符号速率限制，必须极大压缩数据传输位宽、严重制约测量数据的更新率。

因此，解决信号和数据在时变特性电气通信链路可靠、稳定传输成为海洋抛弃式测量设备通信的难点问题。

发明内容