[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

说明书

本发明公开了一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法及装置，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。传感器集成单元可搭载二氧化碳浓度传感器、盐度传感器、硫化氢传感器等传感器，对海底环境参数可长期、不间断地进行监测，并通过水声通讯技术将数据传输到海面。本发明采用两个存储单元，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，第一存储单元专用于数据分析生成概要信息，第二存储单元专用于详细数据的查询，仅当查询时才发送详细信息，降低了数据发送量，减少了能量消耗，降低数据传输错误率，延长了数据采集装置在海底持续工作的工作时长。

技术领域

本发明涉及海洋监测领域，尤其涉及一种基于水声通讯的低功耗数据采集方法及装置。

背景技术

海洋是人类文明的起源，也是人类珍贵的资源宝藏，人类对海洋的进一步认识、了解，离不开对其PH值、水温、盐度、海流、二氧化碳浓度等参数的长期持续监测。尤其在海洋中从事天然气、石油等资源的开采过程中，更需持续地获取相关海域甲烷浓度、硫化氢浓度、溶解氧浓度等环境参数，以防止泄露造成严重的海洋环境污染。

现有技术中，利用沉底式数据采集装置，可以获取持续的、准确的海洋环境参数数据。对于海洋污染监测、管道泄漏监测、灾害预警、地震监测等应用场景，因为大多数情况下属于正常状态，因而绝大多数时间内采集到的数据波动不大，也没有必要将这些信息全部发送出去，造成能量消耗。并且，由于沉底式数据采集装置通常是依靠电池组供电，电池组不能靠太阳能充电，水下发电技术成本较高，并且更换电池组需要将沉底式数据采集装置打捞出来、更换电池组、再布放，过程较为繁琐。

减少能耗对沉底式数据采集装置非常重要的研究方向之一。在沉底式数据采集装置中，水声通讯模块是沉底式数据采集装置的主要耗能模块，如何减少数据通讯量，对于降低功耗以延长工作时间，具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供基于水声通讯的低功耗数据采集方法及装置。为实现以上目的，提供以下技术方案：

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；

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。

作为本发明的进一步改进方案，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。

作为本发明的进一步改进方案，所述电池组采用一次性锂电池。

作为本发明的进一步改进方案，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。