基于改进xmodem协议水下滑翔机通信系统设计

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1、120传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第3期基于改进Xmodem协议的水下滑翔机通信系统设计黄琰，俞建成，金文明(中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，辽宁沈阳110016)摘要：水下滑翔机是一种依靠重心和自身净浮力变化驱动航行的新型水下机器人。为满足其长时间大尺度海洋调查的要求，设计了一种无线电和铱星卫星通信相结合的通信系统，并根据通信系统在海洋环境下通信链路不稳定的特点，设计了一种改进Xmodem通信协议，以保证水下滑翔机在海洋调查过程中通信的

2、有效性和可靠性。通过海上实验表明：该通信系统和改进Xmodem协议可以满足水下滑翔机上传实验数据的应用需求。关键词：水下滑翔机；铱星；改进Xmodem协议中图分类号：TP24文献标识码：B文章编号：1000-9787(2013)03-0120-04DesignoncommunicationsystembasedonimprovedXmodemprotocolofautonomousunderwatergliderHUANGYan．YUJian—cheng．JINWen-ming(StateKeyLaboratoryofRobotics

3、，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China)Abstract：Autonomousunderwaterglider(AUG)isanewkindofunderwatervehicledrivenbychangesofthegravitycenterandthenetbuoyancy．Inordertomeettherequestoflong—term，large—scaleinvestigationsontheocean，ac

4、ommunicationsystemintegratingRFchannelandIrsatelliteisdesigned．AimingattheinstabilityofthecommunicationlinkofIridiumSatelliteontheocean，animprovedXmodemcommunicationprotocolisdesignedtoguaranteethevalidityandthereliabilityofcommunicationduringAUGexecutingoceansurvey．Thr

5、oughseatrials，itshowsthatthecommunicationsystemandtheimprovedXmodemprotocolmeetapplicationreguirementforAUGtouploadexperimentaldata．Keywords：autonomousunderwaterglider(AUG)；Irsatellite；improvedXmodemprotocol0引言由于海洋作业条件复杂多变，水下滑翔机的通信系统水下滑翔机(autonomousunderwaterglider，AUG)

6、是一可能因为恶劣的海况而出现通信中断的情况，因此，设计稳种浮标技术与机器人技术相结合的新型水下机器人。它利定、可靠的通信系统和通信}义成为了水下滑翔机在海上用自身变浮力驱动，不依靠外挂推进器的动力，具有低成顺利作业和回收的关键技术之一。本、低能耗的特点]，因此，非常适合长时间大尺度的海1系统构架洋调查应用。为了兼顾水下滑翔机系统调试、数据下载和实际海上水下滑翔机通常的作业方式是锯齿形运动，一次“下应用等不同需求，水下滑翔机通信系统采用了无线电射频潜一上浮一水面通信”过程被称为一个运动周期J。在水面(RF)通信和卫星通信结合的双模式通信

7、方式。2种通信通信环节，水下滑翔机一般通过通信系统与位于船上或是方式的应用需求和通信范围见表1。岸上的监控中心取得联系，实现信息交互。需要交互的主RF通信采用MAXStream公司的9XTendOEMRF模块要信息包括：1)上传水下滑翔机当前的位置信息和状态参(图1)。该模块带2．1dB偶极天线时的最大通信距离可达数；2)上传上一个运动周期所采集的实验数据；3)下载新11km，数据吞吐率可达9，600bps；同时，该模块还具有50mA／140mA的接收／发送电流和26A的关断电流等低功的任务脚本。其中，上传实验数据信息占到了所需通信数

8、耗特性，因此，非常适合水下滑翔机近距离的系统调试使用。据量的9O％以上。收稿日期：2012-08-30基金项目：国防基础科研计划资助项目(B1320110060)；机器人学国家重点实验室基金资助项目(2009-Z05)第