本發(fā)明屬于船舶探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置及其探測(cè)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的船舶探測(cè)方法，主要包括視頻監(jiān)控、主動(dòng)聲學(xué)探測(cè)、被動(dòng)聲學(xué)探測(cè)、ais自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和合成孔徑雷達(dá)遙感探測(cè)。

視頻監(jiān)控利用攝像機(jī)對(duì)所監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行拍攝，并利用人工監(jiān)視或機(jī)器視覺等方法以確定是否存在船舶。主動(dòng)聲學(xué)探測(cè)方法利用聲波發(fā)生裝置在一定范圍內(nèi)發(fā)射聲波，并對(duì)其反射聲波進(jìn)行接收、計(jì)算，判斷是否存在目標(biāo)船只。ais自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)是安裝在船舶上的一套自動(dòng)追蹤系統(tǒng)，借由與鄰近船舶、ais岸臺(tái)、以及衛(wèi)星等設(shè)備交換電子資料，并且供船舶交通管制(vts)辨識(shí)及定位。合成孔徑雷達(dá)遙感探測(cè)利用遙感技術(shù)對(duì)船只航行時(shí)所產(chǎn)生的船行波進(jìn)行識(shí)別，通過視覺識(shí)別方法確定船只位置及路徑。

以上方法均存在一些不足，視頻監(jiān)控對(duì)照明及天氣條件要求較高；主動(dòng)聲學(xué)探測(cè)需要向探測(cè)區(qū)域連續(xù)發(fā)射聲波，一定頻率范圍內(nèi)的聲波會(huì)對(duì)水中生物造成傷害；被動(dòng)聲學(xué)探測(cè)受環(huán)境噪聲影響較大，且信號(hào)處理較為復(fù)雜，探測(cè)準(zhǔn)確率較低；ais自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)需要在船只上主動(dòng)安裝通訊設(shè)備，并不適用于探測(cè)用途；合成孔徑雷達(dá)遙感探測(cè)成本較高，實(shí)施起來需要一定條件。為達(dá)到更為經(jīng)濟(jì)有效的探測(cè)方法，需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置及其探測(cè)方法。

本發(fā)明水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置，包括綜合控制單元和m個(gè)探測(cè)裝置。所述的探測(cè)裝置包括節(jié)點(diǎn)信息處理單元及n個(gè)壓力探測(cè)單元，m≤6，n≤4。

所述的壓力探測(cè)單元包括壓力傳感器、第一ad轉(zhuǎn)換模塊、壓力傳感器控制模塊、第一編碼模塊、第一通信模塊、第一電池和第一電源控制模塊。所述的壓力傳感器選用支持rs485協(xié)議的四線制擴(kuò)散硅壓力傳感器。所述的第一電池為第一ad轉(zhuǎn)換模塊、壓力傳感器控制模塊、第一編碼模塊和第一通信模塊供電。所述壓力傳感器的電源輸入端與壓力傳感器控制模塊的輸出端相連。所述的壓力傳感器控制模塊控制壓力傳感器的通斷電。壓力傳感器中的數(shù)據(jù)輸出端與第一ad轉(zhuǎn)換模塊輸入端連接；第一ad轉(zhuǎn)換模塊輸出端與第一編碼模塊的輸入端相連。所述第一編碼模塊的輸出端與第一通信模塊的第一輸入端相連。所述第一通信模塊的第二輸入端與第一電源控制模塊的電量信息輸出端相連，輸出端與壓力傳感器控制模塊的輸入端相連。所述第一電源控制模塊的充電輸出端與第一電池的輸入端相連。

所述的節(jié)點(diǎn)信息處理單元包括水聽器、第二ad轉(zhuǎn)換模塊、聲音信號(hào)處理模塊、第一存儲(chǔ)模塊、第一解碼模塊、第二編碼模塊、第二通信模塊、壓力信號(hào)處理模塊、設(shè)備自檢模塊、波浪能發(fā)電模塊、第二電池和第二電源控制模塊。所述的第二電池為水聽器、第二ad轉(zhuǎn)換模塊、聲音信號(hào)處理模塊、第一存儲(chǔ)模塊、第一解碼模塊、第二編碼模塊、第二通信模塊、壓力信號(hào)處理模塊、設(shè)備自檢模塊及第二電源控制模塊供電。所述水聽器的輸出端與第二ad轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接。第二ad轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與聲音信號(hào)處理模塊的輸入端相連；所述聲音信號(hào)處理模塊的第一輸出端與第二通信模塊第一輸入端相連，第二輸出端與第一存儲(chǔ)模塊輸入端連接。第一存儲(chǔ)模塊的輸出端與第二編碼模塊的第一輸入端相連。第二通信模塊的輸出端與第一解碼模塊的輸入端相連；第一解碼模塊的輸出端與壓力信號(hào)處理模塊的輸入端相連。所述壓力信號(hào)處理模塊的輸出端與第二編碼模塊的第二輸入端相連。第二編碼模塊的輸出端與第二通信模塊的第二輸入端。第二通信模塊與設(shè)備自檢模塊相連。第二通信模塊與第二電源控制模塊相連。所述波浪能發(fā)電模塊的輸出端與第二電源控制模塊的輸入端相連。第二電源控制模塊的充電輸出端與第二電池的輸入端相連。

所述的綜合控制單元包括第三通信模塊、第二解碼模塊、第三編碼模塊、第二存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊、無線傳輸模塊、第三電池和太陽能充電模塊。所述的第三電池為第三通信模塊、第二解碼模塊、第三編碼模塊、第二存儲(chǔ)模塊、報(bào)警模塊和無線傳輸模塊供電。第三通信模塊的輸出端與第二解碼模塊的輸入端相連。第二解碼模塊的第一輸出端與報(bào)警模塊的輸入端相連，第二輸出端與第二存儲(chǔ)模塊的輸入端相連。第二存儲(chǔ)模塊的輸出端與第三編碼模塊的輸入端相連。第三編碼模塊的輸出端與無線傳輸模塊的輸入端相連。無線傳輸模塊與上位機(jī)相連。太陽能充電模塊的充電輸出端與第三電池的輸入端相連。

m個(gè)節(jié)點(diǎn)信息處理單元沿海岸線依次排列相連，同一探測(cè)裝置內(nèi)的n個(gè)壓力探測(cè)單元依次排列設(shè)置在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元遠(yuǎn)離海岸線的一側(cè)。同一探測(cè)裝置內(nèi)所有壓力探測(cè)單元的第一通信模塊均與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元內(nèi)的第二通信模塊相連。同一探測(cè)裝置內(nèi)所有壓力探測(cè)單元的第一電源控制模塊均與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元內(nèi)的第二電源控制模塊相連。上一級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元的第二通信模塊與下一級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元的第二通信模塊相連。末端的節(jié)點(diǎn)信息處理單元內(nèi)第二通信模塊與綜合控制單元內(nèi)第三通信模塊相連。

所述的第一通信模塊、第二通信模塊及第三通信模塊均采用max485芯片。

所述的第一編碼模塊、第二編碼模塊及第三編碼模塊均采用ad9832芯片。

所述的第一解碼模塊及第二解碼模塊均采用cx20106a芯片。

所述的波浪能發(fā)電模塊采用專利號(hào)為“cn201521392u”的實(shí)用新型專利中公開的“搖擺式水下波浪發(fā)電裝置”。

所述的聲音信號(hào)處理模塊采用型號(hào)為adsp-21160的芯片。

所述的聲音信號(hào)處理模塊用于對(duì)數(shù)字聲音信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，識(shí)別是否存在異常聲音信號(hào)。

該水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置的探測(cè)方法具體如下：

步驟一、將m個(gè)探測(cè)裝置按排列順序編號(hào)，并對(duì)每個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的壓力探測(cè)單元按排列順序進(jìn)行二級(jí)編號(hào)。每隔一小時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元中的設(shè)備自檢模塊對(duì)與自身正常連接的壓力探測(cè)單元數(shù)量進(jìn)行一次檢測(cè)。第i個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元將自身以及前i-1個(gè)探測(cè)裝置檢測(cè)到的正常連接壓力探測(cè)單元數(shù)量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+正常連接數(shù)量+結(jié)尾”的格式依次發(fā)送給第i+1個(gè)探測(cè)裝置。第n個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元將自身以及前n-1個(gè)探測(cè)裝置檢測(cè)到的正常連接壓力探測(cè)單元數(shù)量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+正常連接數(shù)量+結(jié)尾”的格式依次發(fā)送給綜合控制單元。

綜合控制單元接收到f串?dāng)?shù)據(jù)，若f＜m，則報(bào)警模塊報(bào)警，提示工作人員第m-f個(gè)探測(cè)裝置與第m-f+1個(gè)探測(cè)裝置之間的通訊發(fā)生故障。若f＝m，且f串?dāng)?shù)據(jù)中第e串的正常連接數(shù)量小于n，則報(bào)警模塊報(bào)警，提示工作人員第e個(gè)探測(cè)裝置中有壓力探測(cè)單元發(fā)生故障。

所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元內(nèi)的波浪能發(fā)電模塊通過第二電源控制模塊持續(xù)為第二電池充電。所有壓力探測(cè)單元內(nèi)的第一電源控制模塊持續(xù)對(duì)第一電池進(jìn)行檢測(cè)；若發(fā)現(xiàn)第一電池電量低于80％，則第一通信模塊向?qū)?yīng)的第二通信模塊發(fā)送第一電池電量信息。第二電源控制模塊檢測(cè)第二電池的電量，若第二電池的電量多于第一電池，則暫停第二電池充電，開始對(duì)第一電池進(jìn)行充電；若第二電池的電量少于第一電池，則繼續(xù)第二電池進(jìn)行充電。

若a-b號(hào)壓力探測(cè)單元內(nèi)的第一電池的電量小于30％，則該壓力探測(cè)單元內(nèi)第一通信模塊將該第一電池的剩余電量以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式發(fā)送給對(duì)應(yīng)的第二通信模塊。各級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元的第二通信模塊將該剩余電量信息以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元的第三通信模塊。綜合控制單元接收到剩余電量信息后，報(bào)警模塊報(bào)警，提示工作人員第a-b個(gè)壓力探測(cè)單元內(nèi)的第一電池電量過低。

若第c個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的第二電池的電池量小于30％，則該探測(cè)裝置內(nèi)第二通信模塊將該第二電池的剩余電量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元的第三通信模塊。綜合控制單元接收到剩余電量信息后，報(bào)警模塊報(bào)警，提示工作人員第c個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的第二電池電量過低。

所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元內(nèi)的水聽器持續(xù)檢測(cè)聲音信號(hào)，并傳輸給聲音信號(hào)處理模塊。聲音信號(hào)處理模塊對(duì)收到的聲音信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算。

步驟二、若第s個(gè)探測(cè)裝置中的聲音信號(hào)處理模塊經(jīng)分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn)異常聲音信號(hào)，則將該異常聲音信號(hào)存入第一存儲(chǔ)模塊，并向?qū)?yīng)的n個(gè)第一通信模塊發(fā)送啟動(dòng)壓力傳感器命令。

步驟三、n個(gè)壓力傳感器控制模塊分別控制對(duì)應(yīng)的壓力傳感器啟動(dòng)。第一ad轉(zhuǎn)換模塊將壓力傳感器采集的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?shù)字信號(hào)。s-t號(hào)壓力探測(cè)單元將自身的壓力數(shù)字信號(hào)以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+壓力數(shù)字信號(hào)+結(jié)尾”的格式發(fā)送給第s個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元。節(jié)點(diǎn)信息處理單元一次接收到n串?dāng)?shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)信息處理單元根據(jù)小振幅波動(dòng)理論將n串?dāng)?shù)據(jù)中的壓力數(shù)字信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為n個(gè)表面波高數(shù)據(jù)并記錄。節(jié)點(diǎn)信息處理單元連續(xù)h次接收到n串?dāng)?shù)據(jù)后，h＝300，求n個(gè)壓力探測(cè)單元所得數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)ρjk(l)，j＝1,2,…,n-1，k＝j(luò)+1,j+2,…,n，l＝1,2,…,m-1：

其中，xj(r)為s-j號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到的第r個(gè)表面波高數(shù)據(jù)；xk(r-l)為s-k號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到的第r-l個(gè)表面波高數(shù)據(jù)。

若ρjk(l)＞0.8，則說明s-j號(hào)壓力探測(cè)單元與s-k號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到了同一個(gè)水波信號(hào)。

當(dāng)s-q號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)大于30cm的表面波高數(shù)據(jù)，則認(rèn)為s-q號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)有效水波信號(hào)。等待5min，若在這5min內(nèi)，s-(q-1)號(hào)壓力探測(cè)單元或s-(q+1)號(hào)壓力探測(cè)單元檢測(cè)到同一個(gè)有效水波信號(hào)；則再等待10min，若在這10min內(nèi)，s-(q-1)號(hào)壓力探測(cè)單元與s-(q+1)號(hào)壓力探測(cè)單元中的另一個(gè)檢測(cè)到同一個(gè)有效水波信號(hào)；認(rèn)定有船舶進(jìn)入或經(jīng)過。

步驟四、關(guān)閉壓力傳感器。若認(rèn)定有船舶進(jìn)入或經(jīng)過，則將有效水波信號(hào)對(duì)應(yīng)的壓力數(shù)字信號(hào)存入第一存儲(chǔ)模塊，各級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元的第二通信模塊將該壓力數(shù)字信號(hào)以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+壓力數(shù)字信號(hào)+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元的第三通信模塊。

步驟五、綜合控制單元ⅲ的第二解碼模塊將接收到的壓力數(shù)字信號(hào)解碼存儲(chǔ)到第二存儲(chǔ)模塊。第二存儲(chǔ)模塊將壓力數(shù)字信號(hào)經(jīng)第三編碼模塊編碼后通過無線傳輸模塊發(fā)送給上位機(jī)。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1、本發(fā)明利用水聽器和壓力傳感器組成探測(cè)陣列，通過水聽器進(jìn)行水聲初步探測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)后激活壓力傳感器對(duì)水面波浪進(jìn)行探測(cè)，從中辨別出船行波，有效的降低探測(cè)能耗，增加使用時(shí)間。

2、本發(fā)明中每個(gè)單元采用獨(dú)立電池組供電，利用波浪能發(fā)電模塊為電池充電，可實(shí)現(xiàn)水下長(zhǎng)時(shí)間工作，減少電池更換次數(shù)。

3、本發(fā)明工作于水底，相對(duì)于其他放置在水面上的探測(cè)裝置，具有更好的隱蔽性和安全性，不易被發(fā)現(xiàn)及損壞。

4、本發(fā)明可根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境，由節(jié)點(diǎn)信息處理單元連接多個(gè)壓力探測(cè)單元，多個(gè)節(jié)點(diǎn)信息處理單元串聯(lián)組成探測(cè)陣列，適用于不同探測(cè)范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明中壓力探測(cè)單元系統(tǒng)框圖；

圖3為本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)信息處理單元系統(tǒng)框圖；

圖4為本發(fā)明中綜合控制單元系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置，包括綜合控制單元ⅲ和m個(gè)探測(cè)裝置。探測(cè)裝置包括節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ及n個(gè)壓力探測(cè)單元ⅰ，m≤6，n≤4。

如圖2所示，壓力探測(cè)單元ⅰ包括壓力傳感器1、第一ad轉(zhuǎn)換模塊2、壓力傳感器控制模塊3、第一編碼模塊4、第一通信模塊5、第一電池6和第一電源控制模塊7。壓力傳感器1選用支持rs485協(xié)議的四線制擴(kuò)散硅壓力傳感器。第一電池6為充電電池，并為第一ad轉(zhuǎn)換模塊2、壓力傳感器控制模塊3、第一編碼模塊4和第一通信模塊5供電。壓力傳感器1的電源輸入端與壓力傳感器控制模塊3的輸出端相連。壓力傳感器控制模塊3控制壓力傳感器1的通斷電。壓力傳感器1中的數(shù)據(jù)輸出端與第一ad轉(zhuǎn)換模塊2輸入端連接；第一ad轉(zhuǎn)換模塊2將壓力傳感器1測(cè)量的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。第一ad轉(zhuǎn)換模塊2輸出端與第一編碼模塊4的輸入端相連。第一編碼模塊4的輸出端與第一通信模塊5的第一輸入端相連。第一通信模塊5的第二輸入端與第一電源控制模塊7的電量信息輸出端相連，輸出端與壓力傳感器控制模塊3的輸入端相連。第一電源控制模塊7的充電輸出端與第一電池6的輸入端相連。

如圖3所示，節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ包括水聽器8、第二ad轉(zhuǎn)換模塊9、聲音信號(hào)處理模塊10、第一存儲(chǔ)模塊11、第一解碼模塊12、第二編碼模塊13、第二通信模塊14、壓力信號(hào)處理模塊15、設(shè)備自檢模塊16、波浪能發(fā)電模塊17、第二電池18和第二電源控制模塊19。波浪能發(fā)電模塊17采用專利號(hào)為“cn201521392u”的實(shí)用新型專利中公開的“搖擺式水下波浪發(fā)電裝置”。聲音信號(hào)處理模塊10采用型號(hào)為adsp-21160的芯片。第二電池18為充電電池，并為水聽器8、第二ad轉(zhuǎn)換模塊9、聲音信號(hào)處理模塊10、第一存儲(chǔ)模塊11、第一解碼模塊12、第二編碼模塊13、第二通信模塊14、壓力信號(hào)處理模塊15、設(shè)備自檢模塊16及第二電源控制模塊19供電。水聽器8的輸出端與第二ad轉(zhuǎn)換模塊9的輸入端連接；第二ad轉(zhuǎn)換模塊9將水聽器8測(cè)量的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字聲音信號(hào)。第二ad轉(zhuǎn)換模塊9的輸出端與聲音信號(hào)處理模塊10的輸入端相連；聲音信號(hào)處理模塊10對(duì)數(shù)字聲音信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，識(shí)別是否存在異常聲音信號(hào)。聲音信號(hào)處理模塊10的第一輸出端與第二通信模塊14第一輸入端相連，第二輸出端與第一存儲(chǔ)模塊11輸入端連接。第一存儲(chǔ)模塊11的輸出端與第二編碼模塊13的第一輸入端相連。第二通信模塊14的輸出端與第一解碼模塊12的輸入端相連；第一解碼模塊12的輸出端與壓力信號(hào)處理模塊15的輸入端相連。壓力信號(hào)處理模塊15的輸出端與第二編碼模塊13的第二輸入端相連。第二編碼模塊13的輸出端與第二通信模塊14的第二輸入端。第二通信模塊14與設(shè)備自檢模塊16相連。第二通信模塊14與第二電源控制模塊19相連。波浪能發(fā)電模塊17的輸出端與第二電源控制模塊19的輸入端相連。第二電源控制模塊19的充電輸出端與第二電池18的輸入端相連。

如圖4所示，綜合控制單元ⅲ包括第三通信模塊20、第二解碼模塊21、第三編碼模塊22、第二存儲(chǔ)模塊23、太陽能充電模塊24、報(bào)警模塊25、無線傳輸模塊26和第三電池27。第三電池27為充電電池，并為第三通信模塊20、第二解碼模塊21、第三編碼模塊22、第二存儲(chǔ)模塊23、報(bào)警模塊25和無線傳輸模塊26供電。第三通信模塊20的輸出端與第二解碼模塊21的輸入端相連。第二解碼模塊21的第一輸出端與報(bào)警模塊25的輸入端相連，第二輸出端與第二存儲(chǔ)模塊23的輸入端相連。第二存儲(chǔ)模塊23的輸出端與第三編碼模塊22的輸入端相連。第三編碼模塊22的輸出端與無線傳輸模塊26的輸入端相連。無線傳輸模塊26與上位機(jī)相連。太陽能充電模塊24的充電輸出端與第三電池27的輸入端相連。

m個(gè)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ沿海岸線依次排列相連，同一探測(cè)裝置內(nèi)的n個(gè)壓力探測(cè)單元ⅰ依次排列設(shè)置在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ遠(yuǎn)離海岸線的一側(cè)。同一探測(cè)裝置內(nèi)所有壓力探測(cè)單元ⅰ的第一通信模塊5均與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ內(nèi)的第二通信模塊14相連。同一探測(cè)裝置內(nèi)所有壓力探測(cè)單元ⅰ的第一電源控制模塊7均與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ內(nèi)的第二電源控制模塊19相連。上一級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ的第二通信模塊14與下一級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ的第二通信模塊14相連。末端的節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ內(nèi)第二通信模塊14與綜合控制單元ⅲ內(nèi)第三通信模塊20相連。

第一通信模塊5、第二通信模塊14及第三通信模塊20均采用max485芯片。第一編碼模塊4、第二編碼模塊13及第三編碼模塊22均采用ad9832芯片；第一解碼模塊12及第二解碼模塊21均采用cx20106a芯片。

該水下聲學(xué)與壓力配合的船舶探測(cè)裝置的探測(cè)方法具體如下：

步驟一、將m個(gè)探測(cè)裝置按排列順序編號(hào)，并對(duì)每個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的壓力探測(cè)單元ⅰ按排列順序進(jìn)行二級(jí)編號(hào)。每隔一小時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ中的設(shè)備自檢模塊16對(duì)與自身正常連接的壓力探測(cè)單元ⅰ數(shù)量進(jìn)行一次檢測(cè)。第i個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ將自身以及前i-1個(gè)探測(cè)裝置檢測(cè)到的正常連接壓力探測(cè)單元ⅰ數(shù)量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+正常連接數(shù)量+結(jié)尾”的格式依次發(fā)送給第i+1個(gè)探測(cè)裝置。第n個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ將自身以及前n-1個(gè)探測(cè)裝置檢測(cè)到的正常連接壓力探測(cè)單元ⅰ數(shù)量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+正常連接數(shù)量+結(jié)尾”的格式依次發(fā)送給綜合控制單元ⅲ。

綜合控制單元ⅲ接收到f串?dāng)?shù)據(jù)，若f＜m，則報(bào)警模塊25報(bào)警，提示工作人員第m-f個(gè)探測(cè)裝置與第m-f+1個(gè)探測(cè)裝置之間的通訊發(fā)生故障。若f＝m，且f串?dāng)?shù)據(jù)中第e串的正常連接數(shù)量小于n，則報(bào)警模塊25報(bào)警，提示工作人員第e個(gè)探測(cè)裝置中有壓力探測(cè)單元ⅰ發(fā)生故障。

所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ內(nèi)的波浪能發(fā)電模塊17通過第二電源控制模塊19持續(xù)為第二電池18充電。所有壓力探測(cè)單元ⅰ內(nèi)的第一電源控制模塊7持續(xù)對(duì)第一電池進(jìn)行檢測(cè)；若發(fā)現(xiàn)第一電池電量低于80％，則第一通信模塊5向?qū)?yīng)的第二通信模塊14發(fā)送第一電池電量信息。第二電源控制模塊19檢測(cè)第二電池的電量，若第二電池18的電量多于第一電池6，則暫停第二電池18充電，開始對(duì)第一電池6進(jìn)行充電；若第二電池的電量少于第一電池，則繼續(xù)第二電池進(jìn)行充電。

若a-b號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ內(nèi)的第一電池6的電量小于30％，則該壓力探測(cè)單元ⅰ內(nèi)第一通信模塊5將該第一電池的剩余電量以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式發(fā)送給對(duì)應(yīng)的第二通信模塊14。各級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ的第二通信模塊14將該剩余電量信息以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元ⅲ的第三通信模塊。綜合控制單元ⅲ接收到剩余電量信息后，報(bào)警模塊25報(bào)警，提示工作人員第a-b個(gè)壓力探測(cè)單元ⅰ內(nèi)的第一電池電量過低。

若第c個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的第二電池18的電池量小于30％，則該探測(cè)裝置內(nèi)第二通信模塊14將該第二電池的剩余電量以“前導(dǎo)碼+探測(cè)裝置編號(hào)+剩余電量+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元ⅲ的第三通信模塊。綜合控制單元ⅲ接收到剩余電量信息后，報(bào)警模塊25報(bào)警，提示工作人員第c個(gè)探測(cè)裝置內(nèi)的第二電池電量過低。

所有節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ內(nèi)的水聽器8持續(xù)檢測(cè)附近水域的聲音信號(hào)，并傳輸給聲音信號(hào)處理模塊10。聲音信號(hào)處理模塊10對(duì)收到的聲音信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算。

步驟二、若第s個(gè)探測(cè)裝置中的聲音信號(hào)處理模塊10經(jīng)分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn)附近水域出現(xiàn)異常聲音信號(hào)，則將該異常聲音信號(hào)存入第一存儲(chǔ)模塊，并向?qū)?yīng)的n個(gè)第一通信模塊5發(fā)送啟動(dòng)壓力傳感器命令。

步驟三、n個(gè)壓力傳感器控制模塊3分別控制對(duì)應(yīng)的壓力傳感器1啟動(dòng)。第一ad轉(zhuǎn)換模塊2將壓力傳感器1采集的壓力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?shù)字信號(hào)。s-t號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ將自身的壓力數(shù)字信號(hào)以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+壓力數(shù)字信號(hào)+結(jié)尾”的格式發(fā)送給第s個(gè)探測(cè)裝置的節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ。節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ一次接收到n串?dāng)?shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ的壓力信號(hào)處理模塊15根據(jù)小振幅波動(dòng)理論將n串?dāng)?shù)據(jù)中的壓力數(shù)字信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為n個(gè)表面波高數(shù)據(jù)并記錄。節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ連續(xù)h次接收到n串?dāng)?shù)據(jù)后，h＝300，求n個(gè)壓力探測(cè)單元ⅰ所得數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)ρjk(l)，j＝1,2,…,n-1，k＝j(luò)+1,j+2,…,n，l＝1,2,…,m-1：

其中，xj(r)為s-j號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到的第r個(gè)表面波高數(shù)據(jù)；xk(r-l)為s-k號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到的第r-l個(gè)表面波高數(shù)據(jù)。

若ρjk(l)＞0.8，則說明s-j號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ與s-k號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到了同一個(gè)水波信號(hào)。

當(dāng)s-q號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到一個(gè)大于30cm的表面波高數(shù)據(jù)，則認(rèn)為s-q號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到一個(gè)有效水波信號(hào)。等待5min，若在這5min內(nèi)，s-(q-1)號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ或s-(q+1)號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ檢測(cè)到同一個(gè)有效水波信號(hào)；則再等待10min，若在這10min內(nèi)，s-(q-1)號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ與s-(q+1)號(hào)壓力探測(cè)單元ⅰ中的另一個(gè)檢測(cè)到同一個(gè)有效水波信號(hào)；認(rèn)定有船舶進(jìn)入或經(jīng)過。

步驟四、關(guān)閉壓力傳感器1。若認(rèn)定有船舶進(jìn)入或經(jīng)過，則將有效水波信號(hào)對(duì)應(yīng)的壓力數(shù)字信號(hào)存入第一存儲(chǔ)模塊，各級(jí)節(jié)點(diǎn)信息處理單元ⅱ的第二通信模塊14將該壓力數(shù)字信號(hào)以“前導(dǎo)碼+壓力探測(cè)單元編號(hào)+壓力數(shù)字信號(hào)+結(jié)尾”的格式逐級(jí)上傳，直至傳輸?shù)骄C合控制單元ⅲ的第三通信模塊。

步驟五、綜合控制單元ⅲ的第二解碼模塊21將接收到的壓力數(shù)字信號(hào)解碼存儲(chǔ)到第二存儲(chǔ)模塊23。第二存儲(chǔ)模塊23將壓力數(shù)字信號(hào)經(jīng)第三編碼模塊22編碼后通過無線傳輸模塊發(fā)送給上位機(jī)。