[发明专利]基于塑包链感应耦合的水下数据收发装置

说明书

技术领域

本发明属于水下有线通信技术领域，具体涉及一种以塑包链为传输介质的基于感应耦合的水下数据收发装置。

背景技术

与现有陆地通信方式类似，水下数据通信也可采用有线和无线方式实现。由于电磁波在水中衰减速度非常快，无法实现较长距离的无中继无线通信，因而水下长距离无线通信几乎全部依赖声通信系统。然而在某些水下应用领域中，如监测浮标数据回收、水下传感器布网等，在这些应用领域中，由于需要传输的数据量不大，若采用声通信系统实现，则不仅成本过高，同时设备功耗大增，不利于监测浮标等自容式设备的长期无人值守工作。

目前可以用于水下的通信方式中，有线通信系统方式通信距离远、传输率较高，但操作困难且水下环境特殊，通信传输缆易断，为保证通信安全将会大大增加成本；水下激光通信系统通信距离远、传输率较高，但结构复杂、造价高，同时通信的方向性要求高；水下LED光学通信系统造价低、功耗低、传输距离较远、但同样存在方向性要求过高问题，若无相应装置保证其探头在较小的范围内对准，则通讯性能将大幅下降甚至通讯中断；水下非接触磁耦合通信系统造价低、功耗低、对通信方向要求不高，是一种比较好的通信方式，但它的通信距离太短，对于浮标系统实际应用中的成本和稳定可靠性方面都有一定的影响。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供了一种以塑包链为传输介质的基于感应耦合的水下数据收发装置。

本发明包括电源电路、信号处理电路、发送电路、接收电路和磁电耦合环。

电源电路给信号处理电路提供+3.3伏电源，给接收电路提供+5伏和-5伏电源；信号处理电路通过RS-232串口接口标准与外部通信，信号处理电路给发送电路提供调制后的发送信号，发送电路将调制后的发送信号送给磁电耦合环发送出去，磁电耦合环感应到信号后送给接收电路，接收的信号经过接收电路处理后进入信号处理电路，信号处理电路将最终解调出来的数据信息通过RS-232串口接口标准与外部通信；

所述的电源电路包含一个一级电源转换芯片、两个二级电源转换芯片、四个钽电容、三个瓷片电容、两个二极管、一个稳压管、电感和保险丝，其中稳压管为24伏的稳压管、一级电源转换芯片为National Semiconductor公司的LM2576S-5、第一二级电源转换芯片为Texas Instruments公司的TPS60403、第二二级电源转换芯片为Advanced Monolithic Systems公司的AMS1117-3.3；

保险丝的一端作为输入端与9～35伏电压源输入相连，另一端分别与第一二极管的阳极、稳压管的阴极连接，第一二极管的阴极与一级电源转换芯片的1脚、第一钽电容的正极连接，一级电源转换芯片的2脚与第二二极管的阴极、电感的一端连接，电感的另一端与一级电源转换芯片的4脚、第二钽电容的正极连接，稳压管的阳极、第二二极管的阳极、第一钽电容的负极、第二钽电容的负极、一级电源转换芯片的3脚和5脚接地，第二钽电容的正极作为+5伏电源输出端；

第一二级电源转换芯片的2脚、第二二级电源转换芯片的1脚、第一瓷片电容的一端、第三钽电容的正极分别与第二钽电容的正极连接，第二瓷片电容的两端分别与第一二级电源转换芯片的3脚和5脚连接，第一二级电源转换芯片的1脚与第三瓷片电容的一端连接，作为-5伏电源输出端，第一瓷片电容的另一端、第三瓷片电容的另一端、第一二级电源转换芯片的4脚接地；

第二二级电源转换芯片的3脚与第四钽电容的正极连接，作为+3.3伏电源输出端，第三钽电容的负极、第四钽电容的负极、第二二级电源转换芯片的2脚接地。

所述的信号处理电路包括CPLD芯片、电平转换芯片、仿真调试接口、复位按键、晶振、五个滤波电容、六个瓷片电容、七个电阻，其中CPLD芯片为 Altera公司的EPM570T144C5N、电平转换芯片为Maxium公司的MAX3232、晶振为3.3伏供电的54MHz有源晶振、仿真调试接口为十插针封装JT10；

五个滤波电容并联后的一端接电源电路的+3.3伏电源输出端，并联后的另一端接地，CPLD芯片的9脚、19脚、25脚、46脚、56脚、64脚、82脚、90脚、100脚、116脚、126脚、136脚接电源电路的+3.3伏电源输出端，CPLD芯片的10脚、17脚、26脚、47脚、54脚、65脚、83脚、92脚、99脚、115脚、128脚、135脚接地；