本技术属于水下通信,尤其涉及一种水下监测用跨介质混合无线通信系统。
背景技术:
1、海洋经济快速发展,海洋石油、海上风电、海洋光伏、海洋牧场等固定式海上结构物快速增加,水下监测需求快速增长,传统水下监测设备通常是一体化的设备,包括一台设备内部测量、通讯、电源、存储等多个单元,由于测量任务不同,有些是单一功能,有些则是数个功能组合,设备种类繁多,构成复杂,实际应用中存在以下问题:
2、很多监测设备采用单一的通讯方式,在监测区域为多个分散的小区域,且每个小区域中需要多点监测的应用中,若采用有线通讯,存在安装复杂,成本高,扩容及调整困难,可维护性差;若采用无线通信,单一的水声通信和光通信,在小范围多监测设备的应用中,也存在较大局限性,水声通信和光通信均难以进行跨介质传递,即难以在水下的水体介质与水上的空气介质之间进行传递,上位机仍需要有线连接一个接收端,将接收端投入到水中,并需要铺设相应的通信电缆,增加了通讯系统的成本,并且与上位机的有线连接对接收端形成了限制,影响了接收端的使用灵活性;采用磁耦合通讯,近距离表现较好,但应用于远距离通讯时,通讯装置需要设置多级,进行逐级的信号传递,沿线通讯装置设置数量多,成本高,并且任意一个通讯装置出现故障,都将造成通讯的中断,通讯可靠性不佳。
技术实现思路
1、针对相关技术中存在的不足之处,本实用新型提供了一种水下监测用跨介质混合无线通信系统,以解决当前监测设备通讯方式单一导致的跨介质通讯困难、使用灵活性差、成本高、可靠性不佳的问题。
2、本实用新型提供一种水下监测用跨介质混合无线通信系统,包括通讯基站、第一跨介质通信单元和第一监测单元;
3、通讯基站位于水上,并具有水上端上位通信模块,用以与上位机通讯连接;
4、第一跨介质通信单元和第一监测单元均位于水下;
5、第一监测单元包括多个第一监测装置,第一监测装置均具有监测端磁耦合通信模块,相邻第一监测装置之间通过监测端磁耦合通信模块之间的磁耦合通信通讯连接;
6、第一监测单元中多个第一监测装置分为传输监测装置和终端监测装置,传输监测装置至少具有一个,传输监测装置具有监测端水声通信模块;
7、第一跨介质通信单元具有第一跨界端磁耦合通信模块以及跨界端水声通信模块;
8、跨界端水声通信模块与监测端水声通信模块通过水声通信通讯连接,用以使第一跨介质通信单元与第一监测单元的传输监测装置通讯连接;
9、通讯基站具有水上端磁耦合通信模块,水上端磁耦合通信模块与第一跨界端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,用以使通讯基站与第一跨介质通信单元通讯连接。
10、在其中一些实施例中,终端监测装置均与同一个传输监测装置通过监测端磁耦合通信模块之间的磁耦合通信通讯连接。
11、在其中一些实施例中,进一步包括第一中继单元,第一中继单元具有中继端水声通信模块,监测端水声通信模块与中继端水声通信模块通过水声通信通讯连接,中继端水声通信模块与跨界端水声通信模块通过水声通信通讯连接,用以使第一监测单元的传输监测装置通过第一中继单元与第一跨介质通信单元通讯连接。
12、在其中一些实施例中,第一监测单元具有多个,多个第一监测单元的传输监测装置与第一跨介质通信单元通讯连接或者通过第一中继单元与第一跨介质通信单元通讯连接。
13、在其中一些实施例中,第一监测单元具有多个,第一跨介质通信单元依次与多个第一监测单元通讯连接。
14、在其中一些实施例中,进一步包括第二跨介质通信单元和第二监测装置;
15、第二监测装置中具有监测端磁耦合通信模块;
16、第二跨介质通信单元具有第一跨界端磁耦合通信模块和第二跨界端磁耦合通信模块;
17、水上端磁耦合通信模块与第一跨界端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,用以使通讯基站与第二跨介质通信单元通讯连接;
18、第二跨界端磁耦合通信模块与监测端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,用以使第二监测装置与第二跨介质通信单元通讯连接。
19、在其中一些实施例中,进一步包括第二中继单元,第二中继单元具有中继端磁耦合通信模块,监测端磁耦合通信模块与中继端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,中继端磁耦合通信模块与第二跨界端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,用以使第二监测装置通过第二中继单元与第二跨介质通信单元通讯连接。
20、在其中一些实施例中,第二监测装置具有多个,第二监测装置直接与第二跨介质通信单元通讯连接,或者通过第二中继单元与第二跨介质通信单元通讯连接。
21、在其中一些实施例中,第二监测装置具有多个,第二跨介质通信单元依次与多个第二监测装置通讯连接。
22、基于上述技术方案,本实用新型实施例中第一监测单元中相距较近的各个第一监测装置通过磁耦合通信的方式进行数据的传输和汇总,再通过水声通信传递至第一跨介质通信单元,最后通过磁耦合通信跨越水介质和空气介质传递至通讯基站,由通讯基站上传至上位机的过程中,充分利用了磁耦合通信信号传输不易受到干扰且能够跨介质传递的优点,以及水声通信传递距离远的特点,上位机与通讯基站无线或者有线通讯,通讯基站仅需设置在水上磁耦合通信的范围中,也具有一定的布设灵活性,设备布设数量相对较少,成本低,通讯可靠性较强,解决当前监测设备通讯方式单一导致的跨介质通讯困难、使用灵活性差、成本高、可靠性不佳。
1.一种水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,包括通讯基站、第一跨介质通信单元和第一监测单元;
2.根据权利要求1所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,所述终端监测装置均与同一个所述传输监测装置通过所述监测端磁耦合通信模块之间的磁耦合通信通讯连接。
3.根据权利要求1所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,进一步包括第一中继单元,所述第一中继单元具有中继端水声通信模块,所述监测端水声通信模块与所述中继端水声通信模块通过水声通信通讯连接,所述中继端水声通信模块与所述跨界端水声通信模块通过水声通信通讯连接,用以使所述第一监测单元的所述传输监测装置通过所述第一中继单元与所述第一跨介质通信单元通讯连接。
4.根据权利要求3所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,所述第一监测单元具有多个,多个所述第一监测单元的所述传输监测装置与所述第一跨介质通信单元通讯连接或者通过所述第一中继单元与所述第一跨介质通信单元通讯连接。
5.根据权利要求1所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,所述第一监测单元具有多个,所述第一跨介质通信单元依次与多个所述第一监测单元通讯连接。
6.根据权利要求1所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,进一步包括第二跨介质通信单元和第二监测装置;
7.根据权利要求6所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,进一步包括第二中继单元,所述第二中继单元具有中继端磁耦合通信模块,所述监测端磁耦合通信模块与所述中继端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,所述中继端磁耦合通信模块与所述第二跨界端磁耦合通信模块通过磁耦合通信通讯连接,用以使所述第二监测装置通过所述第二中继单元与所述第二跨介质通信单元通讯连接。
8.根据权利要求7所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,所述第二监测装置具有多个,所述第二监测装置直接与所述第二跨介质通信单元通讯连接,或者通过所述第二中继单元与所述第二跨介质通信单元通讯连接。
9.根据权利要求6所述的水下监测用跨介质混合无线通信系统,其特征在于,所述第二监测装置具有多个,所述第二跨介质通信单元依次与多个所述第二监测装置通讯连接。