[发明专利]通信系统

说明书

一种通信系统，该通信系统包括：通信单元，该通信单元具有本地无线通信机构、远程无线通信机构、处理器和电源；以及至少一个传感器单元，该至少一个传感器单元具有传感器机构、本地无线通信机构和电源。通信单元和至少一个传感器单元中的每一个被设置在分立式壳体中并且被布置成与每个其他单元邻近以形成集群。每个本地无线通信机构可以将数据传递到集群内的每个其他本地无线通信机构。通信单元的远程无线通信机构可操作为在集群以外进行通信。

技术领域

本发明涉及一种通信系统，具体涉及一种由通信单元集群形成的水下通信系统。

背景技术

随着数据通信成为现代世界中越来越重要的一部分，在所有环境中实施有用数据通信的有效方法也越来越重要。

在过去的十年中，由于使用电磁数据携带信号通过流体进行的数据传输技术的发展，水下数据通信或通过水进行数据通信的能力得到了提高。另外，包括使用电磁数据信号传输、声学数据信号传输或光学数据信号传输中的一种或多种的混合系统的数据通信技术也变得越来越普遍。通信系统与现有基础设施进行集成以提供数据功能、控制功能和命令功能(或者作为正在进行的实时通信或用于数据收集和检索)，扩展了水下通信系统的实用性。但是，水下系统的实施仍然会受到部署该系统的环境的限制。水对电子组件和机械组件的破坏作用会缩短系统的寿命。

实现防水连接器的困难在待部署在水下的多组件系统的设计中产生了固有的弱点。此外，在水下环境中长期进行功率供应是一个问题。电缆连接的安装和制造成本高昂，并且由于电缆连接相对脆弱且容易损坏，因此在系统中存在其他弱点。电池的寿命有限，在水下环境中换出电池系统或将整个系统回收到顶侧以更换电池的成本是昂贵的并且是一项复杂的任务。

发明内容

本发明的目的是克服或缓解前述问题中的至少一个。

根据本发明的第一方面，提供了一种通信系统，该通信系统包括：通信单元，该通信单元具有本地无线通信机构、远程无线通信机构、处理器和电源；以及至少一个传感器单元，该至少一个传感器单元具有传感器机构、本地无线通信机构和电源，其中，通信单元和至少一个传感器单元中的每一个被设置在分立式壳体中并且被布置成与每个其他单元邻近以形成集群，使得每个本地无线通信机构能够将数据传递到集群内的每个其他本地无线通信机构，并且通信单元的远程无线通信机构可操作为在集群以外进行通信。

通过将传感器单元和通信单元布置在集群中，使得传感器单元和通信单元的本地无线通信机构能够在系统的集群内相互传输数据。另外，远程无线通信机构意味着通信单元可操作为代表集群与外界进行通信。该通信功能使得在集群内传输数据的操作能够在较低的功率水平下进行，从而在集群的各个单元内保持更长的电池寿命，而在需要时能够消耗功率以进行数据的长期远程传输。

每个分立式壳体可以是防水壳体。通过设置防水单元壳体，系统可以被部署在难以到达的位置，这些位置可能会遭受极端条件，而集群和系统仍然可以运作。

该通信系统可以是水下通信系统。防水的分立式壳体意味着形成集群的单元可以在水下运作，因此该系统可以被部署在水下环境中。

该通信系统可以包括至少两个传感器单元。每个传感器单元可以具有温度传感器、加速度计、压力传感器、流量计、振动监测器、声学传感器、光学传感器、腐蚀监测传感器、应变传感器、完整性传感器、氧气水平传感器等中的一个或多个的功能。通过在传感器单元内或集群内并入一种以上的传感器类型，可以收集与正在监测的环境有关的更多数据。

该通信系统可以包括一个以上的传感器单元，该传感器单元具有给定类型的功能。通过对传感器功能进行复制，系统能够提供冗余，从而对任何给定的传感器单元的潜在故障进行补偿。提供多个复制的功能单元并因此提供RAID架构、阵列或冗余传感器可以提高处理和分析能力。

该通信系统可以包括一个以上的通信单元。通过提供一个以上的通信单元，为通信系统提供了冗余，从而确保了通信单元的故障不会导致通信系统的数据完全丢失或无法与通信系统进行通信。