水声遥控浮标解锁系统设计研究与实现

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要在远洋深海捕捞作业中，经常需要将渔网等捕捞设备沉入海底长达数日，为防止渔具或绳索被过往船只缠绕，需要对作业点进行定位和标记，此外在目前的海下勘察、施工作业中，也经常遇到作业点的位置标记问题，如海底电缆的故障点维修时作业位置的再次寻找。水声遥控浮标解锁系统是为解决上述问题而研究开发的一种利用声纳技术来传输编码信号，可在水下进彳亍遥控的水声电子系统。水声遥控浮标解锁系统是把声纳技术与现代电子技术相结合，实现水声信号二进制的发送、接收，并在信号辨识中采用模糊算法。该系统由一个主机和若干个分机所组成。主机放置在船上，

2、通过延伸到水下的发射声纳发出二进制编码信息；分机嵌入浮标内，浮标系在水下需要标记物体处，分机接收声纳可接收主机发出的二进制编码，当分机检测到主机发出的编码信息与自身的编码一致时，即驱动机械解锁机构使自身上浮实现标记和指示的作用。海水信道具有多径效应和时变特性，而且海水信道带宽较窄，这些都给水声通信的实现带来了困难，尤其是高速水声通信技术，也使水声通信成为许多国家科技工作者的研究方向。为克服海水信道的多径效应和时变特性，一般使用信道估计和均衡算法，这会使水声通信系统的结构较为复杂，成本较高，软件也较为烦琐，从而使此项技术的应用领域被局限在军

3、事和工业的范畴。本文中设计的水声遥控浮标解锁系统采用高效的硬件结构和精简的软件流程极大的简化了传统系统，在可以接受的技术指标下，实现了3千米范围内的水声信号的传递，为数字水声通信技术拓展到民用领域提供了一条技术路线。本文重点在介绍该系统的水声遥控浮标解锁系统的信息传递方案、信息识别方法和硬件结构，系统采用二进制频移键控的方式传递信息，并在通信码元间插入无信号的间隙，以此方法来克服海水信道的多径效应和时变特性对通信的影响：通过软件对码元信号有效性和通信帧时序有效性进行综合判断，并结合软件纠错技术，有效地实现了设计目标。哈尔滨工程大学硕士学位

4、论文该系统具有可靠的硬件支持，电路简洁，并配备了算法科学、逻辑严谨的软件，通过实际测试，在1000m⋯⋯．3000m距离内，系统的发射机以2秒钟1比特的速率能够连续稳定工作4小时以上，接收机连续工作时间为300小时。关键词：声纳；发射；接收；码元；模糊识别啥尔滨工程大学硕士学位论文AbstractUnderoceal'ldeep—seafishingoperation，flshjngequipmentsasrisingnetareoftenneededtodivingunderseaforseveraldays,topreventfish

5、ingnetorropefoulingthepassbyship，TaggingandMappingtheoperatepointarenecessary．FurtherunderseasurveyoroperationoftenneedTaggingandMappingtheoperatepoint，asanewfindingtheoperatepointunderseacableservicing．Underwater-acousticalremote—controlBuoyUniockSystemWasdevelopedarming

6、tosolveaboveproblem，theUnderwaterAcousticElectronicsystemadoptsonartechnologytotransmitcodinginformation,andrealizedremote-controlunderseaTheunderwater-acousticalremote—controlBuoyUnlockSystemcombinedModemElectronicTechniqueandsonartechnology,andrealizedUnderwaterAcoustic

7、digitalSignalsending-receiving，furtherFuzzyAlgorithmareusedtoidentifythesignal．Ahostwit}lseveralExtensioncomprisedSystemstructureframe，thehostunitplac．mgoncabinhassendingSOBaI"underwater,andthesonarworksinbinarycode．Extensionswithreceivingsonarembedbuoywhichbetiedwithmapp

8、edobjectunderwater,receivingsonarreceivedbinarycodeseatbyhos￡．andcheckit谢tllselfcode．Whenthetwoc