基于磁耦合的水下非接觸式通信系統(tǒng)研制.pdf

1、在世界人口數(shù)量劇增、陸地資源銳減、環(huán)境污染日益嚴重的今天，進軍海洋、開發(fā)海洋已成為世界海洋技術(shù)領(lǐng)域的一大主題，發(fā)展海洋科技，尤其是海洋高新技術(shù)已成為世界新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，而海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)作為現(xiàn)代海洋開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，是海洋高新技術(shù)的主要組成部分。
　　 針對這種情況，本課題將研制一套無人值守海洋波浪能定點垂直剖面自動監(jiān)測系統(tǒng)，獲取定點海洋垂直剖面的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，為進一步開發(fā)海洋資源、保護海洋生態(tài)環(huán)境以及減災(zāi)防災(zāi)工作提供豐富可

2、靠的信息和資料。系統(tǒng)的水下主體部分與浮體平臺將采用分離式設(shè)計，若采用有線通信方式實現(xiàn)，則由于通信距離不斷變化導(dǎo)致傳輸線路設(shè)計困難并且設(shè)備的安全性以及通信的可靠性都難以保障，因此，剖面觀測數(shù)據(jù)的非接觸式傳輸技術(shù)研究是本項目的一項關(guān)鍵技術(shù)。本畢業(yè)設(shè)計的主要工作就是研制一套非接觸式傳輸系統(tǒng)應(yīng)用于本課題的剖面數(shù)據(jù)的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。
　　 利用電磁耦合理論，在對線圈的耦合理論和海水電磁傳輸特性研究的基礎(chǔ)上，通過選擇合適的通信速率、載波頻

3、率以及調(diào)制解調(diào)方式，研制出一套基于磁耦合的水下非接觸式通信系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要分為三部分：
　　 (1)發(fā)送電路。主要用于將需要發(fā)送的有用信號通過ASK方式調(diào)制在載波上，經(jīng)過功率放大后，利用諧振將電信號轉(zhuǎn)換為磁信號通過耦合線圈發(fā)送出去，其中包括電平轉(zhuǎn)換電路和RS232接口電路。
　　 (2)接收電路。主要是用于通過諧振將耦合線圈接收到的磁信號轉(zhuǎn)換為電信號，并進行放大、濾波、解調(diào)、濾波、施密特觸發(fā)等一系列處理后最終接收到的調(diào)

4、制信號還原為原來的有用信號并接收。
　　 (3)控制電路。發(fā)送電路和接收電路共用一個耦合線圈工作，這就需要通過設(shè)計控制電路使整個電路工作在半雙工的方式，選擇帶雙串口的C8051F020作為控制芯片，并通過設(shè)計硬件電路和軟件，使整個系統(tǒng)工作在半雙工的方式。
　　 在系統(tǒng)調(diào)試的過程中，先后進行了發(fā)送和接收電路的實驗室調(diào)試、水下模擬環(huán)境的調(diào)試，控制電路的調(diào)試，以及系統(tǒng)的整體調(diào)試，最終成功的實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。
　　 整個