[发明专利]基于水声modem工作模式切换实现低功耗的控制方法

说明书

本发明公开一种基于水声modem工作模式切换实现低功耗的控制方法，该方法为水声modem设计了四种工作状态，且为每种状态配置不同的硬件进行开启和关闭，并通过开关硬件不断地切换工作模式，从而使得水声modem仅在工作状态开启对应的硬件，非工作状态仅维持最低待机需求，从而实现低功耗的目标。

技术领域

本发明涉及水下通信领域，具体涉及一种基于水声modem工作模式切换实现低功耗的控制方法。

背景技术

随着世界各国海洋开发步伐的加快，世界各国开始对水下声通信网、水下物联网进行研究，大大促进了水声通信系统的发展，水声通信已经成为目前研究的一个热点内容。水声通信调制解调器是大多数水声通信系统的主要应用形式，一般应用于海洋监测、水下各类平台设备的遥控、遥测等，要求具有较高的通信稳健性。市场上现有的水声modem大多功能设计都较为简单，仅有发送和接收两个功能模式，功耗较高，无法满足水下物联网等低功耗应用场景，无法满足水下物联网等低功耗长时间工作的工作需求。且现有的水声modem工作模式切换方法比较复杂，长时间在水下工作也无法满足低功耗的工作需求，同时其工作模式复杂度的提升还会造成系统的错误切换，不利于稳定性的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种基于水声modem工作模式切换实现低功耗的控制方法，该方法能够在保证低复杂度的同时提高工作效率，且功耗低。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种基于水声modem工作模式切换实现低功耗的控制方法，其特征在于，所述水声modem包括控制模块、计算模块、功率放大器、阻抗匹配电路、前路放大器、外部模数转换器、换能器；所述换能器、前路放大器、外部模数转换器、计算模块依次连接，所述计算模块、功率放大器、阻抗匹配电路、换能器依次连接，所述计算模块还与所述控制模块连接；

所述水声modem通过所述换能器实时侦听水声信号，所述水声信号依次经过所述前路放大器、外部模数转换器后，由所述计算模块检测其波形，并对波形进行同步校验；此时，所述水声modem为接收模式，功率放大器处于关闭状态，前路放大器、外部模数转换器和计算模块均处于打开状态；当所述计算模块对水声信号的波形校验成功后，所述计算模块将接收到的水声信号解调为数字信号，并将解调后的数据转发至所述控制模块，所述控制模块解析帧头、数据包，并将执行指令或数据上传；

当上位机需要通过水声modem向其他节点发送信息时，所述水声modem切换为发送模式，即打开功率放大器、关闭前路放大器，外部模数转换器和计算模块仍处于打开状态，所述控制模块将接收到的上位机发来的信息进行分类，并进行不同的预切块和打包处理，并且根据水声环境选择合适的调制方式，把数据依次通过计算模块、功率放大器、阻抗匹配电路、换能器发送出去；且数据发送完成后自动切换回接收模式；

所述水声modem每执行一次发送或接收操作，所述控制核中的定时器就重新计时；当定时器超过设定的时间未执行信号发送或接收，则水声modem自动进入休眠模式，关闭外部外部模数转换器和计算模块，所述控制单元也切换入自身的睡眠模式，并有定时器定时触发一次中断，由所述控制单元判断所述换能器监听的信号是否为有效信号，若为是，则所述控制单元被唤醒，进入自身的工作模式，同时所述水声modem也切换入接收模式。

进一步地，当所述水声modem长时间没有工作的需要时，所述上位机控制所述水声modem进入休眠模式，即将所述控制单元切换入自身的睡眠模式，其他模块均关闭。

进一步地，所述控制模块将接收到的上位机发来的信息按照文本、文件、波形进行分类。

本发明的有益效果如下：

本发明的控制方法功耗低、模式切换稳定，鲁棒性高，适合连接上位机、水下无人潜器等多种设备使用，适用面广泛。

附图说明

图1为本发明的水声modem的组成结构示意图；