[发明专利]具有水下通信网络与北斗卫星通信功能的通信控制系统

说明书

一种具有水下通信网络与北斗卫星通信功能的通信控制系统，属北斗卫星通信、水声通信领域，解决的问题是加强海洋通信利用率，实现水‑空一体化通信，该系统包括：第一浮标装置、第二浮标装置、北斗卫星及服务器，第一浮标装置负责海洋数据监测并通过接收PC端或手机端发送的控制指令将数据传送至第二浮标装置，由第二浮标装置通过无线信号把数据向北斗卫星传送，再由北斗卫星向服务器传送，实现远程数据通信控制功能；同时，第二浮标装置也能接收PC端或手机端发送的控制指令控制第二浮标装置将海洋数据直接传送至服务器，实现近程数据通信控制功能。本发明水下传输信号衰减和误码率小、集成度高、功耗低、外接口简单，兼容性好。

技术领域

本发明涉及北斗卫星通信、水声通信领域，具体涉及一种具有水下通信网络与北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括：第一浮标装置、第二浮标装置、北斗卫星及服务器。

背景技术

目前，陆地的无线通信日趋成熟，也有了非常好的研究基础，但无线电磁波却无法在水下传输，并且水深过大，无法在海洋中建立中继基站。地球70%面积都是海洋，要想实现全球化通信，通过大范围建立基站，如同陆地上一般构建无线电磁波传感器网络并不可取。因此，加大海洋利用率以及海洋生态数据的实时监测，实现通信全球化，水下通信网络的建立是不可或缺的。然而水下声传感器网络通信与陆地基于无线电磁波的传感器网络通信有着很大的不同，如传输时延、带宽、转换能量、多图效应等。因此，要想实现水下通信，并建立通信网络结构体系，有着巨大的困难以及压力。

此外，海水深度较深，无法在海洋中搭建中继基站，水下传感器在采集到海洋生态数据之后无法实时回传到陆地上，无法做到海洋生态数据监测、全球化通信的实时性及有效性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所解决的问题是加强海洋通信利用率，实现水-空一体化通信。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种具有水下通信网络与北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括：第一浮标装置、第二浮标装置、北斗卫星及服务器，所述第一浮标装置与所述第二浮标装置分别放置在水中，所述第一浮标装置负责海洋生态数据监测并通过接收PC端或手机端发送的控制指令开启/关闭所述第一浮标装置电源，从而控制将所述第一浮标装置采集的生态数据传送至所述第二浮标装置，由所述第二浮标装置通过无线信号把数据向所述北斗卫星传送，再由所述北斗卫星向所述服务器传送，实现远程数据通信控制功能；同时，所述第二浮标装置也能接收地面PC端或手机端发送的控制指令开启/关闭所述第二浮标装置电源，从而控制所述第二浮标装置将生态数据通过4G信号直接传送至所述服务器，实现近程数据通信控制功能。

所述第一浮标装置与所述第二浮标装置在水中相距1KM，所述第一浮标装置与所述第二浮标装置能实现水声信道间数据通信，传输距离为3KM；

所述第一浮标装置，包括：置于浮标舱体内部的第一控制板、第一电源板、第一太阳能蓄电池、底部悬挂的第一水下调制解调器modem 及温度盐度传感器CTD还有顶部设置的第一太阳能电池板，所述第一水下调制解调器modem 、温度盐度传感器CTD及第一电源板分别和所述第一控制板相连接，所述第一电源板负责接收PC端或手机端发送的控制指令，所述第一电源板与所述第一太阳能蓄电池相连，所述第一太阳能蓄电池与所述第一太阳能电池板相连；

所述第一控制板，包括：第一ARM控制模块、第一电源模块、第一SD卡数据存储模块及第一串口通信模块，所述第一ARM控制模块分别与所述第一SD卡数据存储模块、第一串口通信模块相连，第一ARM控制模块、第一SD卡数据存储模块、第一串口通信模块与所述第一电源模块相连，并由所述第一电源模块供电；

所述第一ARM控制模块，负责进行数据压缩处理与转发，通过所述第一串口通信模块分别与所述温度盐度传感器CTD、第一水下调制解调器Modem 连接，在接收到所述温度盐度传感器CTD回传的测量数据后进行数据处理与压缩、格式转换，随后将处理后的数据通过所述第一水下调制解调器Modem 发送出去；