[发明专利]水声定位及通讯系统，定位、通讯、组队及地理围栏方法

说明书

本发明提供一种水声定位及通讯系统，定位、通讯、组队及地理围栏方法，水声定位及通讯系统包括水上服务器、多个水面定位基站以及若干水下终端，水上服务器和多个水面定位基站通过无线网络通信，水面定位基站和水下终端通过水声通信方式通信，以实现水下终端之间的即时通讯，以及对水下终端进行定位和导航，从而解决潜水或水下作业时的沟通不顺畅的问题，使得潜水人员或水下作业人员之间互通，水下人员与水上之间的互通；水上对水下人员状况的监控和保护，对水下人员所处环境的监控，水上对水下人员的调度，使得其功能较多，适应水下的多种需求。

技术领域

本发明涉及潜水通信技术领域，特别涉及一种水声定位及通讯系统，定位、通讯、组队及地理围栏方法。

背景技术

当人们在潜水或水下作业时，无法使用语言进行沟通，只能使用手势进行沟通，但是手势交流信息存在局限性：其一，交流双方相隔距离不能太远，否则无法看清对方的手势；其二，水下沟通的手势必须经过专门的训练才可以掌握，否则无法进行交流；其三，在突发紧急情况时，手势交流存在障碍，造成无法有效沟通。而陆地上广泛使用的电磁波无线通信在水中具有很大的衰减，使得通过其在水中通信是很难实现沟通的，这就造成水下电波通讯或者光通讯很难用于水下沟通。

以CN109743097A为例，该专利公开了一种基于浮标基的便携式水下电话通信系统及方法，其通过将电话通信终端的耳机等设备集成到潜水员的防水面罩中，以及在水下电话终端的主机上设置固定装置，可实现便携式水下电话终端与潜水员装备的有效集成，该方案将耳机等设备集成入面罩中，该专利的载体必须是面罩，其种类单一，另外，其只能传输语音，使得传输数据类型单一。以CN109756277A为例，该专利公开了一种预存语音式潜水员指令通信系统及通信方法，其通过采用预存语音指令的输入输出方式。该专利仅能发送预设的信息，且不能对潜水或水下作业的人员进行定位。另外，上述两个专利的功能单一，不能适应水下的多种需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水声定位及通讯系统，定位、通讯、组队及地理围栏方法，可以解决潜水或水下作业时的沟通不顺畅，无法人员定位以及功能单一等问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种水声定位及通讯系统，包括水上服务器、多个水面定位基站以及若干水下终端，所述水上服务器和多个水面定位基站通过无线网络通信，所述水面定位基站和水下终端通过水声通信方式通信，以实现所述水下终端之间的即时通讯，以及对所述水下终端进行定位和导航。

可选的，所述水下终端用于输入输出数字信号，接收和发送超声波信号；还用于进行数字信号和超声波信号之间的转换；

所述水面定位基站用于对所述水下终端进行测距和定位，并将所述测距的结果和定位发送给所述水上服务器；还用于进行超声波信号和无线网络信号之间的转换；

所述水上服务器用于向所述水面定位基站发送对所述水下终端进行测距和/或定位的要求，并根据所述水面定位基站上报的距离，计算出所述水下终端的位置；以及

其中，所述水下终端与水上服务器通过所述水面定位基站进行传输数据。

进一步的，所述水面定位基站包括主控模块、超声波信号调制解调模块、超声波信号发生及接收模块、无线网络和GPS定位模块；

所述水面定位基站将所述水下终端的数据转发给所述水上服务器时：所述超声波信号发生及接收模块用于接收所述水下终端发送的超声波信号，所述超声波信号调制解调模块用于将所述超声波信号转换成无线网络信号，并通过所述无线网络将所述无线网络信号发送给所述水上服务器；

所述水面定位基站将所述水上服务器的数据转发给所述水下终端时：所述水面定位基站通过所述无线网络接收所述水上服务器的数据，所述超声波信号调制解调模块用于将所述数据调制成超声波信号，所述超声波信号发生及接收模块接收用于将所述超声波信号发送给水下终端；以及