[发明专利]水下多向激光通信装置

说明书

本申请提供了一种水下多向激光通信装置，该装置包括：第一通信装置、第二通信装置、控制器、以及输出装置。第一通信装置能转动以采集水下信息。第二通信装置能转动，并与第一通信装置建立信号连接，以接收水下信息，并控制第一通信装置转动。控制器与第二通信装置电连接，以控制第二通信装置转动。输出装置与第二通信装置电连接，以将第二通信装置接收的水下信息输出。本发明所提供的水下多向激光通信装置为双向通信系统，其第二通信装置能够与同一水平面上多个方向的第一通信装置建立通信链路，弥补了现有的水下激光通信装置只能实现固定方向的单点通信的不足。具有传输速率高、带宽高、保密性强、能耗低等优势。

技术领域

本申请属于水下无线通信技术领域，具体涉及一种能够实现水下多方向的高速通信装置。

背景技术

水下通信装置在潜艇通信、水下机器人远程控制、水下数据采集等领域有着广泛的应用，在目前水下通信装置中主要采用声波与超低频电磁波进行信息的传递。由于电磁波在海水中衰减严重，只能采用超低频电磁波进行通信，但这种通信方式传输距离近，通信速率低，无法进行远距离的通信。水声通信传输距离较远，但存在传输容量小、通信速率低、受外部环境影响严重、保密性差的问题。

随着海洋研究和开发的快速发展，对水下通信的传输容量和传输速率提出了更高的要求。例如，在发明专利申请CN102457296A中提出一种非接触式水下通信装置，该装置包括防水外壳、安装在外壳外部的发射元件以及外壳内部的通信部分，该装置采用电场信号来实现传送装置与接收装置之间的通信。

在发明专利申请CN105827270A公开了一种面向水中机器人的水下通信装置，该装置包括发射设备和接收设备两部分，发射设备对载波信号进行功率提升，在发射电极产生弱电场向外发射，接收设备的接收电极板感应出电动势，并对电动势信号进行处理，恢复出原始数据，完成发射设备与接收设备间的通信及数据传输。

上述两种装置均采用变化的电场信号实现信息的传递，这种方式相对于传统的水下通信方式来说在传输速率上得到了很大的提升。由于存在电信号在盐水等导电介质中会快速衰减的问题，上述发明申请中的通信装置只能在相对近的范围内实施，典型地在几毫米至几米的范围内，不适合远距离的数据传输。

进而，在另一篇发明专利申请CN104363056A中提出了一种基于LED的水下高速光通信系统，该装置包括电源模块、主控模块、光发射机模块、光接收机模块。终端向发射机发送数据，将电信号转换成光信号，信号通过海水传递，直到达到接收机，接收机通过探测光信号，再将其转换成电信号，最终将数据发送回接收电脑，完成数据的传输。但该装置中的LED光源存在着光源发散，功耗高、发热量大的问题。

因此，开发一种远距离、高速率、大带宽的水下通信装置具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种水下多向激光通信装置，其能够实现对水下多个位置的数据采集。具有传输距离远、传输速率高、传输容量大、保密性强的特点。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供一种水下多向激光通信装置，包括：

第一通信装置，其能转动以采集水下信息；

第二通信装置，所述第二通信装置能转动，并与所述第一通信装置建立信号连接，以接收所述水下信息，并控制所述第一通信装置转动；

控制器，其与所述第二通信装置电连接，以控制所述第二通信装置转动；

输出装置，其与所述第二通信装置电连接，以将所述第二通信装置接收的所述水下信息输出。

在一个优选的实施方式中，所述第一通信装置包括：第一光电探测器、第一接收模块、第一控制模块、第一转动台、第一发射模块、以及第一激光光源；