一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置的制作方法

1.本实用新型属于潜水辅助设备技术领域，具体涉及一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置。


背景技术：

2.随着海洋资源开发与日俱增，潜水、救助、打捞、海洋工程服务等任务也日益频繁，因此对潜水员潜水作业时长提出了更高的要求。自携式潜水气瓶是潜水员水下作业保障正常呼吸主要途径之一，由于其便携性特点，使其被广泛使用。气瓶的剩余气量会严重影响潜水员的水下作业方式、水下作业时间和返回水面的减压方式等。因此，潜水员需要经常查看气瓶的气压值。
3.目前，潜水员只能依靠机械压力表检测气瓶的气压值，机械压力表通过延伸气管和减压阀与气瓶连接，这种方式具有体积大、不易查看等缺点。体积大会对潜水员水下作业造成影响。机械压力表没有背光且距离眼睛较远，水下能见度较低时，潜水员不容易查看当前气瓶压力值。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，以解决上述背景技术中提出的机械压力表没有背光且距离眼睛较远，水下能见度较低时，潜水员不容易查看当前气瓶压力值的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，包括无线发射模块和无线接收模块，其特征在于：无线发射模块置于罐压传感器内，周期性采集自携潜水气瓶压力变化值，并与阈值比较，符合要求的数据发送至无线接收模块。
6.在进一步的实施例中，休眠和正常工作状态皆由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、放大模块(pa)、天线模块供电。
7.在进一步的实施例中，电源模块经高压形成电路(dc-dc)调理后为调制单元供电，周期性唤醒mcu，控制罐压传感器采集压力值，将压力变化值与阈值比较，判断是否达到发送数据的条件。
8.在进一步的实施例中，满足发送条件，mcu控制发送模块进入正常工作状态，发送本机id与接收模块完成配对，正常工作状态，mcu控制发射模块发送罐压传感器采集的数据，数据由调制模块调制，经放大模块放大后由天线发射。
9.在进一步的实施例中，无线接收模块置于潜水员腕表内，用于完成与发射模块配对及接收数据。
10.在进一步的实施例中，正常工作状态下由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、增益控制模块(pga)、ad模块、解调单元、天线模块供电。
11.在进一步的实施例中，上位机控制电路控制电源开启，mcu初始化各分模块配置进
入正常工作状态，天线实时接收信号，信号经pga模块放大后送解调单元，解码后得到发射模块id和数据，经spi送上位机控制电路可供显示。
12.本实用新型的技术效果和优点：
13.该基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，相比于现有计划时限潜水，能够清晰了解自携潜水气瓶压力变化情况，为高效水下作业，提供理论依据；相比于现有的水声通信，无线通信的通信速率要高于前者；相比于现有的水声和激光通信，无线通信对自然噪声(海浪、工业噪声和自然光)的耐受力更强，在较为复杂的自然水域中仍可保持较好的通信质量；相比于现有的激光通信严格的对准要求不同，无线通信对天线方向性的要求大大降低；相比于机械压力表，具有体积小、功耗低、供电方便的特点，该基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，具有体积小、功能强、待机时间长等优点，与其他水下通信技术相比，水下无线通信具有通信速率高、抗噪声能力强、障碍物影响低、对准要求低、机械结构简单的特点，结合水下作业实际需要，合理配置工作、休眠时间，功耗低，待机时间长。
附图说明
14.图1为本实用新型的发射模块功能框图；
15.图2为本实用新型的接收模块功能框图；
16.图3为本实用新型的发射模块稳压滤波电路；
17.图4为本实用新型的高压形成电路。
具体实施方式
18.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
19.本实用新型提供了如图1-3所示的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，包括无线发射模块和无线接收模块，无线发射模块置于罐压传感器内，周期性采集自携潜水气瓶压力变化值，并与阈值比较，符合要求的数据发送至无线接收模块。
20.休眠和正常工作状态皆由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、放大模块(pa)、天线模块供电，电源模块经高压形成电路(dc-dc)调理后为调制单元供电，周期性唤醒mcu，控制罐压传感器采集压力值，将压力变化值与阈值比较，判断是否达到发送数据的条件，满足发送条件，mcu控制发送模块进入正常工作状态，发送本机id与接收模块完成配对，正常工作状态，mcu控制发射模块发送罐压传感器采集的数据，数据由调制模块调制，经放大模块放大后由天线发射。
21.无线发射模块位于罐压传感器内，采用3.6v锂电池作为电池模块，经稳压滤波模块后为后续电路供电，在发射模块中，稳压滤波模块输出的3.3v直流电压，为mcu、高压形成电路、时钟电路、复位电路、测试接口供电，锂电池电池模块输出3.6v直流电压，经高压形成电路调理，输出+20v直流电压，为高压调制电路供电，稳压滤波电路输出的3.3v直流电压为该模块供电，该模块对于罐压传感器具有控制功能，周期性采集罐压传感器数据，并将压力
变化值与阈值比较，满足发射要求时，将发射模块id和压力变化值输出至脉冲调制电路，从设计角度实现低功耗，mcu模块具有复位功能，工作状态下有指示灯发光，高压形成电路输出+20v直流电压为脉冲调制及放大电路供电，muc送出本机id及待发射数据，经驱动芯片放大后，由天线发射。
22.无线接收模块置于潜水员腕表内，用于完成与发射模块配对及接收数据，正常工作状态下由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、增益控制模块(pga)、ad模块、解调单元、天线模块供电，上位机控制电路控制电源开启，mcu初始化各分模块配置进入正常工作状态，天线实时接收信号，信号经pga模块放大后送解调单元，解码后得到发射模块id和数据，经spi送上位机控制电路可供显示。
23.工作原理：
24.该基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，在使用时，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、放大模块(pa)、天线模块供电，电源模块经高压形成电路(dc-dc)调理后为调制单元供电，周期性唤醒mcu，控制罐压传感器采集压力值，将压力变化值与阈值比较，判断是否达到发送数据的条件，满足发送条件，mcu控制发送模块进入正常工作状态，发送本机id与接收模块完成配对，正常工作状态，mcu控制发射模块发送罐压传感器采集的数据，数据由调制模块调制，经放大模块放大后由天线发射。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选内容而已，并不用于限制本实用新型。

技术特征：
1.一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，包括无线发射模块和无线接收模块，其特征在于：无线发射模块置于罐压传感器内，周期性采集自携潜水气瓶压力变化值，并与阈值比较，符合要求的数据发送至无线接收模块。2.根据权利要求1所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：休眠和正常工作状态皆由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、放大模块(pa)、天线模块供电。3.根据权利要求2所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：电源模块经高压形成电路(dc-dc)调理后为调制单元供电，周期性唤醒mcu，控制罐压传感器采集压力值，将压力变化值与阈值比较，判断是否达到发送数据的条件。4.根据权利要求3所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：满足发送条件，mcu控制发送模块进入正常工作状态，发送本机id与接收模块完成配对，正常工作状态，mcu控制发射模块发送罐压传感器采集的数据，数据由调制模块调制，经放大模块放大后由天线发射。5.根据权利要求1所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：无线接收模块置于潜水员腕表内，用于完成与发射模块配对及接收数据。6.根据权利要求5所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：正常工作状态下由电池模块经调理后供电，电源模块经过稳压滤波(ldo)为后续mcu模块、增益控制模块(pga)、ad模块、解调单元、天线模块供电。7.根据权利要求6所述的一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，其特征在于：上位机控制电路控制电源开启，mcu初始化各分模块配置进入正常工作状态，天线实时接收信号，信号经pga模块放大后送解调单元，解码后得到发射模块id和数据，经spi送上位机控制电路可供显示。

技术总结
本实用新型公开了一种基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，属于潜水辅助设备技术领域，包括无线发射模块和无线接收模块，无线发射模块置于罐压传感器内，周期性采集自携潜水气瓶压力变化值，并与阈值比较，符合要求的数据发送至无线接收模块。该基于水下无线通信的自携潜水气瓶压力监测控制装置，具有体积小、功能强、待机时间长等优点，与其他水下通信技术相比，水下无线通信具有通信速率高、抗噪声能力强、障碍物影响低、对准要求低、机械结构简单的特点，结合水下作业实际需要，合理配置工作、休眠时间，功耗低，待机时间长。待机时间长。待机时间长。


技术研发人员：唐炳玲 陈冰 鲁刚 赵明 沈瑞 窦玉贺
受保护的技术使用者：无锡探海电子科技有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/9/19