高速水声通信网络节点系统平台设计

发布时间：2016-08-09 04:06

  本文关键词：高速水声通信网络节点系统平台设计，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工程大学》 2013年

高速水声通信网络节点系统平台设计

王翔  

【摘要】：水声通信网络节点是水下声通信网络的基本单元，同时又是由水声换能器、信号处理器、设备接口以及电源与控制器等模块组成的机电一体化复杂系统。集成上述功能模块、构建节点平台、开展系统联调和外场试验、实现水下信息的采集、存储和传递等主要功能，是开发中的节点投入工程应用之前必须的关键步骤。 本文研究根据水声通信网络节点的功能需求，搭建了节点系统平台，，包括单片机值班电路、ARM网络信息处理电路和底板电路的设计和软硬件实现。 设计的430单片机值班电路采用低功耗芯片与基于FFT的信号处理算法，实现了节点的唤醒、通信和休眠等基本功能。理论运行时间可达636天，满足系统休眠检测工作1年以上的指标要求。 设计的ARM网络信息处理电路，能够充分发挥Windows CE6.0操作系统良好的可裁剪性，在实现数据链路层和网络层协议的同时，满足了硬件平台多接口扩展的要求。 设计的电源供电模块可为各系统模块提供低噪声供电，并实现供电可控。连接各模块的底板电路充分考虑了噪声干扰和板间串扰，同时也为系统的功能拓展预留了接口。 集成已有DSP、交换机、功放等模块和新设计模块，完成节点系统平台的整体组装，通过水池试验，测试各个模块能够正常运行，实现了通信节点的基本功能。 在牡丹江市莲花湖，进行了点对点通信试验，在直线距离3.1km，OFDM算法满足高速通信要求。在杭州市千岛湖进行了4节点组网试验，通过运行ALOHA(Additive LinkOn-line Hawaii system)协议和MACAW(MACA for Wireless)协议，验证了由传感器节点、中继转发节点和网关节点组成的多跳式组网能够实现高速水声通信网络的各项功能和指标。 本文设计的高速水声通信网络节点平台已实现基本的组网通信功能，为后续实现多节点、水下自组网试验奠定了基础。对水声节点的开发与水声通信网络的建设具有重要的意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN929.3
【目录】：

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本文编号：89157