[发明专利]一种微型无线水声通信节点电路

说明书

本发明涉及一种微型无线水声通信节点电路。本发明的水声通信节点电路有两种工作模式：发射模式和接收模式。两种模式共同包含的电路有：电源电路、主控电路、工作模式切换电路、水声换能器接口电路、对外串行接口电路；仅在发送模式包含的电路有：信号调制电路、信号驱动电路、信号功率放大电路；仅在接收模式中包含的电路有：信号可控增益放大电路、信号带通滤波电路、信号解调电路。本发明的无线水声通信节点电路具有体积小、成本低、功耗低等特点，将其应用于海洋环境观测传感器网络中，不仅可以降低整个水声传感器网络的建设经费，还可以延长其持续工作的时间。

技术领域

本发明属于海洋环境监测技术领域，具体涉及一种微型无线水声通信节点电路，可广泛应用于海洋环境监测水声传感器网络中。

背景技术

进入21世纪以来，因为陆地资源的不断枯竭，人类加快了对于海洋世界开发的脚步，全世界对于海洋资源的需求日益强烈。在海洋环境的地质勘探中，水下通信技术是其中的关键技术。由于电磁波信号在水中会有非常严重的衰减，光波在水下的传输路径几乎是一条直线导致其方向难以校对，而声波在水中的衰减系数较小，约为10^-4dB/m到10^-2dB/m，并且传输方向容易校对，因此对于水下信息传输来说，声波是非常合适的传输介质，因此目前水下通信基本上以水声通信技术为主。

目前国内外研制了一些用于海洋环境监测的水声传感器电路，具有非常强大的信号处理能力，一些较为成熟的电路已经产品化商用化，但是目前水声通信节点普遍体积较大、造价昂贵、功耗较高，使用成本非常高，而且其高功耗特性也使系统的连续工作周期较短。国外销售的水声通信电路技术保密，价格往往超过10万元，如果想要部署大规模的水声传感器网络，代价非常巨大。为了降低无线水声传感器网络的整体成本，保证其能长时间可靠地进行水下信息收集和传递，体积小、成本低、功耗低的水声通信节点电路研制显得十分重要。目前海洋环境监测水声传感器网络的需求日益增长，水声传感器网络中具有大量的水声通信节点电路，因此要求水声通信节点电路价格较低、体积较小、功耗较低。本发明提供了一种微型无线水声通信节点电路，用单片机电路和信号处理电路实现了数据采集、编码、调制与传输，可作为大规模水声传感器网络中的节点电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型无线水声通信节点电路的设计方案，该节点电路能克服传统水声传感器节点体积大、高成本、高功耗等缺点。

本发明的水声通信节点电路有两种工作模式：发射模式和接收模式。两种模式共同包含的电路有：电源电路、主控电路、工作模式切换电路、水声换能器接口电路、对外串行接口电路；仅在发送模式包含的电路有：信号调制电路、信号驱动电路、信号功率放大电路；仅在接收模式中包含的电路有：信号可控增益放大电路、信号带通滤波电路、信号解调电路。