[实用新型]一种水下非接触式通讯器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于深海及其它水下环境的水下非接触式通讯器。

背景技术

在深海环境、资源、地质等方面研究中，实现水下设备间的通讯是一项关键技术，具有十分重要的意义。传统的水下无线通讯方式包括声学通讯以及光学通讯。声学通讯的通讯距离远，但是传输速率慢，而光学通讯易受水下条件制约，目前还没有发展成熟的技术。而无线电通讯技术已经发展得十分成熟，但是由于水下电磁波衰减很快，水下电磁通讯装置并未得到重视。而经过试验，我们发现在水下较近的距离内，电磁波通讯是可以可靠实现的。AUV与海底观测网络的对接，海底采样设备与运载器的通讯，都要用到近距离非接触的通讯装置。

发明内容

本实用新型的目的提出一种结构简单、工作可靠、控制简单、能够适应深海高压环境下设备间高速通讯的水下非接触式通讯器。

本实用新型的水下非接触式通讯器包括密封腔体，安装在密封腔体内的无线网卡、无线传输电路和电池，网卡天线从密封腔体的前端盖伸入腔体内与无线网卡相连，在网卡天线上套有耐压天线保护套，在密封腔体的后端盖上安装有水密接插件，无线传输电路包括ARM9芯片模块，以及与ARM9芯片模块相连的串口模块、电源模块、USB接口模块、JTAG接口模块和SD卡模块，无线网卡接在USB接口模块上，串口模块和电源模块均与水密接插件相连，电源模块另一端口与电池相连。

本实用新型中，所述的无线网卡可以是采用传输速度为11M/s的IEEE 802.11g协议的无线网卡。耐压天线保护套可以采用玻璃钢保护套。

本实用新型的水下非接触式通讯器结构简单、工作可靠、控制简单、能够实现深海高压环境下设备间的高速通讯。

附图说明

图1是水下非接触式通讯器的结构示意图。

图2是水下非接触式通讯器中的无线传输电路原理示意图。

图中：1. 后端盖，2. 密封腔体，3. O型密封圈、4. 天线保护套，5. 网卡天线，6. 无线网卡，7. 无线传输电路，8.固定用元件，9. 螺钉，10. 水密接插件， 11. 电池，21.ARM9芯片模块，22.串口模块，23.电源模块，24.USB接口模块，25.JTAG接口模块，26.SD卡模块。

具体实施方式

参照图1和图2，水下非接触式通讯器包括密封腔体2，安装在密封腔体2内的无线网卡6、无线传输电路7和电池11，网卡天线5从密封腔体2的前端盖12伸入腔体内与无线网卡6相连，在网卡天线5上套有耐压天线保护套4，在密封腔体2的后端盖1上安装有水密接插件10，无线传输电路7包括ARM9芯片模块21，以及与ARM9芯片模块21相连的串口模块22、电源模块23、USB接口模块24、JTAG接口模块25和SD卡模块26，无线网卡6接在USB接口模块24上，串口模块22和电源模块23均与水密接插件10相连，电源模块23另一端口与电池11相连。

前、后端盖装有O形径向静密封圈3， 从而使该通讯器可以在深海高压环境下工作。网卡天线用玻璃钢天线保护套封装，既能让电磁波顺利通过，又拥有较强的耐压耐腐蚀能力。水密接插件可以方便的与其它设备连接。无线网卡采用传输速度为11M/s的IEEE 802.11g协议，传输速率远高于传统的水下通讯设备，且具有很强的搞干扰能力。ARM9芯片模块可以是以S3C2440为核心的芯片模块。天线采用直线型的全向天线，体积小，增益能够满足要求。

ARM9芯片模块装有LINUX嵌入式操作系统，有很强的可靠性和扩展能力，无线网卡的驱动程序被植入操作系统中，实现了ARM9芯片模块跟该型号无线网卡的协同工作。无线网卡通过USB接口跟ARM9芯片模块连接。JTAG接口模块用于烧写程序。电源模块接电池，并且通过水密接插件也可以和外部电源相连，将所输送的电压转换为设备工作所需的电压。串口模块通过水密接插件跟外部接连，用于外部设备跟通讯器之间传输数据，外部设备也可以通过该模块对通讯器进行控制。SD卡模块作为通讯器的主要储存设备，用于暂存需要发送的数据和接收到的数据。

使用时，用水密接插件将通讯器跟终端设备（如水下设备的工控机）连接。如果水下设备提供电源，通讯器工作在外部电源模式下，适用于长时间工作。如果水下设备不提供电源，通讯器工作在内部电源模式下，适用于短时间工作。

接上终端设备后，可以通过串口模块对通讯器进行控制，如果不需要传输数据，可以使ARM9芯片模块处于休眠状态。需要传输数据时，在终端输入命令，唤醒通讯器。终端设备通过串口模块将数据传给通讯器，储存在通讯器的SD卡模块中。当两台通讯器相互靠近到一定的距离，无线信道接通，数据传输程序将发送通讯器中的数据传输到接收通讯器并储存在接收通讯器的SD卡模块中，数据传输完毕，即可将两个通讯器分开。接收通讯器SD卡模块中的数据通过串口模块传输给接收终端。以此实现高速非接触式数据传输。实际应用时，两个通讯器的功能是完全相同的，都兼有数据发送和接收的能力，只要SD卡模块中存在待传数据，接通时通讯器就会将待传数据向对方传输。按照初始设定，数据传输程序是自动启动的，只要传输信道接通，就自动传输数据。为便于控制，也可以通过终端输入命令的方式人为控制传输程序启动。这种模式下，只有当接收到命令时，通讯器才开始数据传输。