信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種水聲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括上位機(jī)和與之無(wú)線通訊的若干水聲浮標(biāo)，其中：水聲浮標(biāo)向上位機(jī)上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，上位機(jī)向水聲浮標(biāo)下行傳輸采集控制信息；所述的水聲浮標(biāo)底部固定水聽(tīng)器，內(nèi)部設(shè)有浮標(biāo)電子艙，浮標(biāo)電子艙的底板固定有控制模塊和供電模塊，其中：控制模塊設(shè)有阻抗轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和GPS定位模塊，供電模塊與控制模塊相連并輸出電能，水聽(tīng)器、阻抗轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連并輸出電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)時(shí)域波形，GPS定位模塊與控制模塊相連并輸出GPS數(shù)據(jù)。本發(fā)明豐富了水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作模式，提高了便攜性、壓縮了成本、降低了功耗。
【專利說(shuō)明】
信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種水聲設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋開(kāi)發(fā)的日益深入，水下探測(cè)的相關(guān)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。在海洋環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、水下目標(biāo)主/被動(dòng)聲學(xué)性能評(píng)估以及海戰(zhàn)場(chǎng)立體聲防護(hù)等工作中，分布式水聲監(jiān)測(cè)浮標(biāo)發(fā)揮了舉足輕重的作用。但是，現(xiàn)有水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作模式單一、功耗高，難以滿足復(fù)雜工作環(huán)境的要求，同時(shí)現(xiàn)有裝置體積大、造價(jià)高，效率低、不利于規(guī)模化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出了一種信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，豐富了水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作模式，提高了便攜性、壓縮了成本、降低了功耗。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明包括上位機(jī)和與之無(wú)線通訊的若干水聲浮標(biāo)，其中:水聲浮標(biāo)向上位機(jī)上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，上位機(jī)向水聲浮標(biāo)下行傳輸采集控制信息。
[0006]所述的水聲浮標(biāo)底部固定有水聽(tīng)器，內(nèi)部設(shè)有電子艙，電子艙底板固定有控制模塊和供電模塊，其中:控制模塊設(shè)有阻抗轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和GPS定位模塊，供電模塊與供電模塊相連并輸出電能，水聽(tīng)器、阻抗轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連并輸出電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)時(shí)域波形，GPS定位模塊與控制模塊相連并輸出GPS數(shù)據(jù)。
[0007]所述水聲浮標(biāo)的上蓋板固定有W1-Fi天線和GPS天線，其中:GPS天線與GPS定位模塊相連并傳輸GPS信號(hào)，水聲浮標(biāo)通過(guò)W1-Fi天線與上位機(jī)通訊，上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，下行傳輸采集控制信息。
[0008]所述的系統(tǒng)狀態(tài)信息包括:終端IP地址、采集觸發(fā)模式、實(shí)際采樣率和采集時(shí)間信息。
[0009]所述的GPS數(shù)據(jù)包括:可用衛(wèi)星數(shù)、GPS時(shí)間和水聲浮標(biāo)經(jīng)瑋度信息。
[0010]所述的水聲監(jiān)測(cè)信息包括:實(shí)時(shí)時(shí)域波形和頻譜。
[0011]所述的采集控制信息是指包括采樣率、采集時(shí)間和采集觸發(fā)方式等在內(nèi)的控制信息，其中，采集觸發(fā)方式包括:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)、通道觸發(fā)和GPS授時(shí)觸發(fā)，其中:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程發(fā)送采集控制信號(hào)，水聲浮標(biāo)收到信號(hào)后實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;通道觸發(fā)是指用戶指定某一個(gè)通道作為觸發(fā)通道，水聲浮標(biāo)在該觸發(fā)通道出現(xiàn)上升沿觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;GPS授時(shí)觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程指定某一時(shí)刻作為采集時(shí)刻，水聲浮標(biāo)通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)在該采集時(shí)刻到達(dá)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
技術(shù)效果
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用嵌入式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多節(jié)點(diǎn)多通道水聲場(chǎng)信號(hào)同步采集，大幅度壓縮了成本、減小了體積、降低了功耗。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中水聲浮標(biāo)示意圖；
[0015]圖中:(a)為主視圖，(b)為俯視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明中電子艙示意圖；
[0017]圖中:(a)為俯視圖，(b)為主視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明中水聲浮標(biāo)內(nèi)部連接示意圖；
[0019]圖中:浮標(biāo)體底板1、控制模塊2、供電模塊3、阻抗轉(zhuǎn)換模塊4、數(shù)據(jù)采集模塊5、GPS定位模塊6、浮標(biāo)體上蓋板7、螺桿8、W1- Fi天線9、GPS天線1、提手11、水聽(tīng)器12、浮標(biāo)體13、電源開(kāi)關(guān)14、電子艙頂板15、電子艙底板16、水聲浮標(biāo)101、上位機(jī)102。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例包括:若干水聲浮標(biāo)101和上位機(jī)102，其中:水聲浮標(biāo)101和上位機(jī)102無(wú)線通訊，上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，下行傳輸采集控制
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[0022]如圖2和圖3所示，所述的水聲浮標(biāo)101設(shè)有浮標(biāo)體13，浮標(biāo)體底板I上設(shè)有水聽(tīng)器12、控制模塊2和供電模塊3，其中:控制模塊2設(shè)有阻抗轉(zhuǎn)換模塊4、數(shù)據(jù)采集模塊5和GPS定位模塊6，供電模塊3與控制模塊2相連并提供電能，水聽(tīng)器12、阻抗轉(zhuǎn)換模塊4和數(shù)據(jù)采集模塊5依次相連并輸出電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)時(shí)域波形，GPS定位模塊6與控制模塊2相連并輸出GPS數(shù)據(jù)。
[0023]如圖2所示，所述的浮標(biāo)體上蓋板7固定有W1-Fi天線9和GPS天線10，其中:GPS天線10與GPS定位模塊6相連并傳輸GPS信號(hào)，水聲浮標(biāo)2通過(guò)W1-Fi天線9與上位機(jī)102通訊，上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，下行傳輸采集控制信息。
[0024]所述的采集控制信息包括:采樣率、采集時(shí)間和采集觸發(fā)方式。
[0025]所述的采集觸發(fā)方式包括:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)、通道觸發(fā)和GPS授時(shí)觸發(fā)，其中:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程發(fā)送采集控制信號(hào)，水聲浮標(biāo)101收到信號(hào)后實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;通道觸發(fā)是指用戶指定某一個(gè)通道作為觸發(fā)通道，水聲浮標(biāo)101在該觸發(fā)通道出現(xiàn)上升沿觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;GPS授時(shí)觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程指定某一時(shí)刻作為采集時(shí)刻，水聲浮標(biāo)101通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)在該采集時(shí)刻到達(dá)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0026]所述的系統(tǒng)狀態(tài)信息包括:終端IP地址、采集觸發(fā)模式、實(shí)際采樣率和采集時(shí)間信息。
[0027]所述的GPS數(shù)據(jù)包括:可用衛(wèi)星數(shù)、GPS時(shí)間和水聲浮標(biāo)經(jīng)瑋度信息。
[0028]所述的水聲監(jiān)測(cè)信息包括:實(shí)時(shí)時(shí)域波形和頻譜。
[0029]優(yōu)選地，所述的浮標(biāo)體13為圓柱型，底面直徑260mm、高360mm。相比于目前已有的浮標(biāo)，體積大大縮小，靈活便攜。
[0030]優(yōu)選地，所述的控制模塊2設(shè)有兩個(gè)用于將傳感器和采集板卡進(jìn)行阻抗匹配的阻抗轉(zhuǎn)換模塊4、一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊5和一個(gè)GPS定位模塊6。
[0031]優(yōu)選地，所述的水聽(tīng)器12數(shù)量為4個(gè)，阻抗轉(zhuǎn)換模塊4的通道數(shù)為雙通道，數(shù)據(jù)采集模塊10的通道數(shù)為四通道。
[0032]所述的浮標(biāo)體13內(nèi)設(shè)有固定用螺桿8，數(shù)量?jī)?yōu)選為四根
[0033]所述的浮標(biāo)體上蓋板7設(shè)有提手11，便于攜帶水聲浮標(biāo)101。
[0034]所述的供電模塊3通過(guò)電源開(kāi)關(guān)14控制供電電路通斷;所述的供電模塊3設(shè)有充電孔16，能夠?yàn)樗暩?biāo)1I進(jìn)行充電，供其長(zhǎng)期使用。
[0035]本發(fā)明在工作時(shí)，控制模塊2進(jìn)行自檢確保水聲浮標(biāo)101內(nèi)各器件處于正常工作狀態(tài)，同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)正常，然后根據(jù)各采集觸發(fā)方式指令進(jìn)行水聲監(jiān)測(cè)，水聽(tīng)器3采集得到的信號(hào)經(jīng)阻抗轉(zhuǎn)換模塊4和數(shù)據(jù)采集模塊5處理得到電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)時(shí)域波形，控制模塊2將實(shí)時(shí)時(shí)域波形進(jìn)行傅里葉變換得到頻譜，通過(guò)W1-Fi天線9將系統(tǒng)狀態(tài)、GPS狀態(tài)、實(shí)時(shí)時(shí)域波形和頻譜無(wú)線傳輸至上位機(jī)102。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)和與之無(wú)線通訊的若干水聲浮標(biāo)，其中:水聲浮標(biāo)向上位機(jī)上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，上位機(jī)向水聲浮標(biāo)下行傳輸采集控制信息； 所述的水聲浮標(biāo)底部固定有水聽(tīng)器，內(nèi)部設(shè)有電子艙，電子艙的底板固定有控制模塊和供電模塊，其中:控制模塊設(shè)有阻抗轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和GPS定位模塊，供電模塊與控制模塊相連并輸出電能，水聽(tīng)器、阻抗轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)采集模塊依次相連并輸出電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)時(shí)域波形，GPS定位模塊與控制模塊相連并輸出GPS數(shù)據(jù)； 所述的采集控制信息包括:采樣率、采集時(shí)間和采集觸發(fā)方式，其中，采集觸發(fā)方式包括:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)、通道觸發(fā)和GPS授時(shí)觸發(fā)，其中:實(shí)時(shí)指令觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程發(fā)送采集控制信號(hào)，水聲浮標(biāo)收到信號(hào)后實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;通道觸發(fā)是指用戶指定某一個(gè)通道作為觸發(fā)通道，水聲浮標(biāo)在該觸發(fā)通道出現(xiàn)上升沿觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;GPS授時(shí)觸發(fā)是指用戶遠(yuǎn)程指定某一時(shí)刻作為采集時(shí)刻，水聲浮標(biāo)通過(guò)分析GPS數(shù)據(jù)在該采集時(shí)刻到達(dá)后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集； 所述的系統(tǒng)狀態(tài)信息包括:終端IP地址、采集觸發(fā)模式、實(shí)際采樣率和采集時(shí)間信息； 所述的GPS數(shù)據(jù)包括:可用衛(wèi)星數(shù)、GPS時(shí)間和水聲浮標(biāo)經(jīng)瑋度信息； 所述的水聲監(jiān)測(cè)信息包括:實(shí)時(shí)時(shí)域波形和頻譜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的水聲浮標(biāo)設(shè)有W1-Fi天線和GPS天線，其中:GPS天線與GPS定位模塊相連并傳輸GPS信號(hào)，水聲浮標(biāo)通過(guò)W1-Fi天線與上位機(jī)通訊，上行傳輸系統(tǒng)狀態(tài)信息、GPS數(shù)據(jù)和水聲監(jiān)測(cè)信息，下行傳輸采集控制信息。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的控制模塊設(shè)有兩個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換模塊、一個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊和一個(gè)GPS定位模塊;所述的阻抗轉(zhuǎn)換模塊的通道數(shù)為雙通道，所述的數(shù)據(jù)采集模塊的通道數(shù)為四通道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的水聽(tīng)器數(shù)量為四個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的供電模塊設(shè)置有充電孔，并且通過(guò)電源開(kāi)關(guān)控制供電電路通斷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)采集多模式觸發(fā)的水聲浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的水聲浮標(biāo)設(shè)有提手D
【文檔編號(hào)】G01H3/00GK106052838SQ201610330317
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】王斌, 郭楊陽(yáng), 范軍
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)