[发明专利]一种潜标无线实时通信系统及方法

摘要

本发明公开了一种潜标无线实时通信系统及方法，所述系统包括多个水下潜标和一个水面浮标；所述水下潜标包括多个海洋观测设备和潜标水声通信机；所述海洋观测设备用于实现海洋科学数据的观测和记录，所述潜标水声通信机用于将观测数据发送给水面浮标；所述水面浮标包括浮标本体和设置在浮标本体上的浮标水声通信机和卫星通信模块，所述浮标水声通信机通过多基元水声换能器阵接收水下潜标发送的观测数据；再将该数据通过卫星通信模块发回到数据采集服务器。本发明的系统由于潜标和浮标之间没有通信电缆连接，具有布放方式简单、可靠性高等优点；本发明的系统延长了潜标的维护周期，可大大降低出船维护潜标的成本。

主权项

1.一种潜标无线实时通信方法，基于一种潜标无线实时通信系统实现，所述系统包括多个水下潜标和一个水面浮标；所述水下潜标包括多个海洋观测设备和潜标水声通信机；所述海洋观测设备用于实现海洋科学数据的观测和记录，所述潜标水声通信机用于将观测数据发送给水面浮标；所述水面浮标包括浮标本体和设置在浮标本体上的浮标水声通信机和卫星通信模块，所述浮标水声通信机通过多基元水声换能器阵接收水下潜标发送的观测数据；再将该数据通过卫星通信模块发回到数据采集服务器；所述潜标水声通信机与浮标水声通信机进行数据传输时，当水面浮标和水下潜标进行握手命令的传输时采用MFSK；当进行大量潜标观测数据的传输时采用QPSK，当QPSK无法完成数据传输时，使用MFSK进行数据传输；所述方法包括：步骤1)当潜标水声通信机收到海洋观测设备发送的潜标观测数据后开始进入工作状态，向浮标水声通信机发送水声唤醒信号以及RTS消息，本消息中包含潜标电池电压状态；步骤2)浮标水声通信机收到唤醒信号后，根据当前信噪比设定合理的接收机增益和发射幅度，并向潜标水声通信机发送CTS应答；潜标水声通信机收到CTS应答后，根据应答消息中包含的发射幅度大小使用QPSK发送潜标观测数据；步骤3)浮标水声通信机收到潜标观测数据后进行解码校验，然后向潜标水声通信机发送ACK消息，此消息中包含校验结果，如果没有误码，进入步骤5)，否则，进入步骤4)；步骤4)潜标水声通信机将误码帧数据用QPSK重发，浮标水声通信机收到重发数据并进行解码校验，向潜标水声通信机发送ACK消息，如果还有误码，则潜标水声通信机将误码帧数据用MFSK重新调制发射；步骤5)浮标水声通信机先将潜标状态信息、浮标状态信息、校验结果通过卫星通信模块发送至数据采集服务器，然后再将本次收到的潜标观测数据通过卫星通信模块发送至数据采集服务器，传输完成后浮标水声通信机进入休眠状态。