水聲遙控浮標(biāo)解鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在遠(yuǎn)洋深海捕撈作業(yè)中，經(jīng)常需要將漁網(wǎng)等捕撈設(shè)備沉入海底長達(dá)數(shù)日，為防止?jié)O具或繩索被過往船只纏繞，需要對作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行定位和標(biāo)記，此外在目前的海下勘察、施工作業(yè)中，也經(jīng)常遇到作業(yè)點(diǎn)的位置標(biāo)記問題，如海底電纜的故障點(diǎn)維修時作業(yè)位置的再次尋找。 水聲遙控浮標(biāo)解鎖系統(tǒng)是為解決上述問題而研究開發(fā)的一種利用聲納技術(shù)來傳輸編碼信號，可在水下進(jìn)行遙控的水聲電子系統(tǒng)。 水聲遙控浮標(biāo)解鎖系統(tǒng)是把聲納技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水聲信號二進(jìn)制的

2、發(fā)送、接收，并在信號辨識中采用模糊算法。該系統(tǒng)由一個主機(jī)和若干個分機(jī)所組成。主機(jī)放置在船上，通過延伸到水下的發(fā)射聲納發(fā)出二進(jìn)制編碼信息；分機(jī)嵌入浮標(biāo)內(nèi)，浮標(biāo)系在水下需要標(biāo)記物體處，分機(jī)接收聲納可接收主機(jī)發(fā)出的二進(jìn)制編碼，當(dāng)分機(jī)檢測到主機(jī)發(fā)出的編碼信息與自身的編碼一致時，即驅(qū)動機(jī)械解鎖機(jī)構(gòu)使自身上浮實(shí)現(xiàn)標(biāo)記和指示的作用。 海水信道具有多徑效應(yīng)和時變特性，而且海水信道帶寬較窄，這些都給水聲通信的實(shí)現(xiàn)帶來了困難，尤其是高速水聲通信技術(shù)

3、，也使水聲通信成為許多國家科技工作者的研究方向。為克服海水信道的多徑效應(yīng)和時變特性，一般使用信道估計(jì)和均衡算法，這會使水聲通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，軟件也較為煩瑣，從而使此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域被局限在軍事和工業(yè)的范疇。本文中設(shè)計(jì)的水聲遙控浮標(biāo)解鎖系統(tǒng)采用高效的硬件結(jié)構(gòu)和精簡的軟件流程極大的簡化了傳統(tǒng)系統(tǒng)，在可以接受的技術(shù)指標(biāo)下，實(shí)現(xiàn)了3千米范圍內(nèi)的水聲信號的傳遞，為數(shù)字水聲通信技術(shù)拓展到民用領(lǐng)域提供了一條技術(shù)路線。本文重點(diǎn)在介紹該系

4、統(tǒng)的水聲遙控浮標(biāo)解鎖系統(tǒng)的信息傳遞方案、信息識別方法和硬件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用二進(jìn)制頻移鍵控的方式傳遞信息，并在通信碼元間插入無信號的間隙，以此方法來克服海水信道的多徑效應(yīng)和時變特性對通信的影響；通過軟件對碼元信號有效性和通信幀時序有效性進(jìn)行綜合判斷，并結(jié)合軟件糾錯技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。 該系統(tǒng)具有可靠的硬件支持，電路簡潔，并配備了算法科學(xué)、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)能浖ㄟ^實(shí)際測試，在1000m——3000m距離內(nèi)，系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)以2秒鐘1比