[发明专利]一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法及装置

权利要求书

1.一种基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，包括处理器单元、传感器单元、第一存储单元、第二存储单元、数据收发单元、电池组、水声通讯机、换能器；

所述传感器单元采集到的数据经过处理器单元处理之后保存到所述第一存储单元和所述第二存储单元；所述第一存储单元的存储容量小于所述第二存储单元的存储容量；所述第一存储单元专用于数据分析，所述第二存储单元专用于数据查询；

其中，所述第一存储单元包括数据分析模块和数据存储模块，所述数据分析模块根据设定时间间隔对所述数据存储模块存储的数据进行统计分析，生成概要信息；所述概要信息的数据量小于所述数据存储模块存储的数据量；概要信息生成以后，依次通过所述数据收发单元、所述水声通讯机、所述换能器，及时地将所述概要信息发送出去；

当接收到数据查询信号时，所述处理器单元对数据查询信号进行解析，获取查询参数，根据所述查询参数从所述第二存储单元查询到详细信息，并将查询到的所述详细信息依次通过所述数据收发单元、所述水声通讯机、所述换能器进行数据发送。

2.根据权利要求1所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，

所述传感器单元与所述处理器单元互相连接，所述处理器单元为所述传感器单元和数据收发单元进行供电；所述电池组为所述处理器单元供电；

所述水声通讯机与所述数据收发单元互相连接，所述水声通讯机与所述换能器连接，所述水声通讯机用于电信号的调制与解调，所述换能器用于声能和电能之间的转换。

3.根据权利要求2所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，

所述电池组采用一次性锂电池。

4.根据权利要求3所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，

所述第一存储单元和所述第二存储单元采用循环覆盖的方式存储数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，

所述传感器单元包括二氧化碳浓度传感器、盐度传感器、硫化氢传感器、溶解氧传感器、甲烷浓度传感器、PH传感器、倾角传感器、温度传感器、压力传感器、潮位传感器、海流传感器、波浪传感器中的任一种。

6.一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法，应用于所述权利要求1-5任一项的基于水声通讯的低功耗数据采集装置，其特征在于，

步骤1：传感器单元进行数据采集；

步骤2：处理采集得到的数据，分别保存到第一存储单元和第二存储单元；所述第一存储单元专用于数据分析，所述第二存储单元专用于数据查询；

步骤3：根据设定时间间隔对数据存储模块中存储的数据进行统计分析，获取数据记录总数和异常值个数；

步骤4：计算异常值个数与数据记录总数的比值，如果比值小于设定阈值，执行步骤5；如果比值不小于设定阈值，执行步骤6；

步骤5：剔除异常值生成概要信息，概要信息包括数据记录总数，异常值个数，最大值，最小值，平均值，中位数，标准差；

步骤6：将所有异常值作为概要信息；

步骤7：通过数据收发单元、水声通讯机、换能器，及时将概要信息发送出去。

7.根据权利要求6所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法，其特征在于，获取异常值的方法为，采集得到的数据x根据公式(1)计算得到Z，当绝对值|Z|3时，x为异常值，μ为均值，σ为标准差，其中μ和σ是根据实验数据预先设定的，

8.根据权利要求7所述的一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法，其特征在于，

所述步骤5中剔除异常值生成概要信息，其中的概要信息还包括起始值，终点值，起始时间，终止时间，所述起始值和起始时间为所述第一存储单元的存储模块中存储的最早时间点采集的数据值及其采集时间，所述终点值和终止时间为所述第一存储单元的存储模块中存储的最晚时间点采集的数据值及其采集时间。