一种水声Modem管理平台及其管理方法

文档序号:7851302阅读:218来源:国知局
专利名称:一种水声Modem管理平台及其管理方法
技术领域
本发明涉及水声通信领域,特别是涉及一种水声Modem管理平台及其管理方法。
背景技术
水声通信技术一直是国内外研究的热点,将水声通信真正应用于实际,需要一个关键部件一7jC下声调制解调器(水声Modem)。关于水声Modem的研制,虽然国内外的许多公司、研究机构和高校已经积极展开,但真正用于实际的比较少。国内没有研制成功并投入使用的水声Modem的相关报道。国外有几家公司和研发机构开发出了一些商用水声Modem,如美国LinkQuest公司开发的UWM系列产品,Benthoes研制的ATM系列产品等。这些产品在使用时,只能选择厂家给定的几个固定的、有限的参数,在不同水声环境下的通用性与灵活性受到很大制约。另外,随着水声通信网研究的逐渐兴起,水声通信组网是必然的趋势,网络协议需要用户根据自己的需要进行定制,而这些协议实现需要用户自己下载到水声Modem中,对于目前已经投入使用的水声Modem而言,这一点显然无法满足。目前,与Modem相关的专利基本上都是针对陆上无线电和网络的,专利申请号为201010255341. 5的发明专利文件中公开了一种基于串口的MODEM异常侦测、断电重启控制方法,提出了根据计算机串口的RTS高低电平来控制Modem的供电模块,从而判断Modem上电断电;设定超时定时器,侦测到Modem超时异常时,则对其进行复位。此方法的Modem需要和计算机进行串口连接,无法应用于水声Modem中。专利申请号为200510075375. 5的发明专利文件中公开了一种用于实现远程MODEM管理的转发装置,提出了一种基于以太网的Modem管理与转发装置,这种装置也没有办法直接应用于水声通信。

发明内容
本发明的目的在于提供一种方法更灵活、调试更方便、扩展性更强的水声Modem管理平台及其管理方法。本发明的目的是这样实现的一种水声Modem管理平台,包括网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、扩频调制解调模块、1/0控制模块和ARM芯片,其特征是所述的AMR芯片为ARM6410,ARM6410通过管脚116、117、118、119与网络通信模块连接,ARM6410通过管脚107、108、109、110与串口通信模块连接,ARM6410芯片通过管脚18-41与数据存储模块连接,ARM6410芯片通过管脚64与1/0控制模块连接,ARM6410芯片通过管脚42、43、44、45与扩频调制解调模块连接。所述的数据存储模块在进行数据存储之前,管理平台先对接收到的数据进行分类,按层次建立文件夹、文件,再进行存储,存储内容包括=OFDM调制解调参数、数据文件、错误日志、录音文件。管理平台通过网络通信模块与交换机连接,交换机再与上位机和DSP之间建立连接;串口通信模块实现管理平台与电源值班模块和方位仪之间的连接与通信;管理平台与换能器、预处理模块之间通过信号线进行连接。管理平台与所述的上位机之间的通信是双向的,包括上位机与Modem之间数据、指令、参数的交互;上位机对Modem上存储文件的操作;管理平台上应用程序的更新。管理平台与所述的DSP之间的通信是双向的,包括管理平台发送给DSP的数据和DSP发送给管理平台的数据。管理平台与所述的电源值班模块之间只进行单向通信,数据流向为从管理平台到值班模块,值班模块实现的功能是管理平台的上电/复位、DSP的上电/复位、功放使能的切换。管理平台与所述的方位仪之间进行双向通信,管理平台通过串口向方位仪发送指令,接收方位仪的信息。本发明的方法的主要特点如下(I)基于本管理平台的水下Modem节点,可以通过网络电缆与上位机进行通信,在不需要破坏设备物理连接的情况下,实现应用程序和系统参数的更新,灵活方便。(2)数据分类存储,后期处理方便,以系统时间命名文件夹,避免数据覆盖,上位机可以通过网络实时获取水下节点数据,方便调试。(3)支持用户自己编写的应用程序,应用程序可以通过网络进行下载或更新,增加了设备的可扩展性。


图I为管理平台与其它模块的连接关系图;图2为管理平台功能框图;图3为上位机发送给管理平台的数据帧结构图;图4为DSP发送给管理平台的OFDM解调结果帧结构图;图5为DSP模块按帧采集数据时返回给管理平台的原始数据帧结构;图6为DSP模块连续采集数据时返回给管理平台的原始数据帧结构;图7为方位仪发送给管理平台的数据帧结构图;图8为管理平台文件存储结构图。
具体实施例方式本发明采用的技术方案是I、管理平台负责Modem各部分之间、Modem与上位机之间的连接与通信。管理平台与上位机、DSP之间通过网络通信模块进行连接,与方位仪、电源值班模块之间通过串口通信模块进行连接,与预处理模块和换能器之间通过1/0控制模块进行连接。2、数据与指令按固定的帧结构进行传递。管理平台接收来自上位机的数据与指令,根据帧结构进行判断,将数据与指令转发给不同的Modem模块或执行相应的功能;同时,管理平台也接收来自Modem各模块的数据与指令的执行结果,将数据与指令执行结果进行存储或者转发给上位机。3、在管理平台上,可以运行由用户自己编写的exe程序,这些程序可以通过网络进行同步更新。、
4、数据的存储通过存储模块实现,在进行数据存储时,先按系统的当前时间建立总文件夹,避免数据覆盖,在总文件夹下建立不同的文件目录,不同的数据存放于不同的目录当中。5、基于该管理平台的水声Modem可以进行带缆通信和脱缆通信,在带缆情况下,可以由上位机控制Modem的工作状态,在脱缆的情况下,由Modem自己根据程序流程进行工作或通过声学链路进行控制。6、为延长工作时间,可以对Modem进行休眠和唤醒,休眠和唤醒的指令可以由上位机通过电缆发送,也可以通过扩频由水声链路进行发送。下面结合附图举例对本发明做更详细的描述结合图I。在具体实现过程中,管理平台作为一个数据与指令的中转站。所有上位机的数据、指令等先发送给管理平台,再由管理平台转发给Modem的各个模块;Modem各个模块的数据、指令反馈结果、工作状态等,先发送给管理平台,再由管理平台传递给上位机。管理平台与上位机、DSP之间通过交换机进行连接,与电源值班模块、方位仪之间通过串口 进行连接,与换能器、预处理模块之间通过信号线进行连接。结合图2。管理平台由网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、扩频调制解调模块、1/0控制模块和ARM6410芯片6部分组成。结合图3到图8分模块对实施方案进行描述I、网络通信模块管理平台通过网络通信模块与交换机连接,然后通过交换机与上位机和DSP之间建立连接,实现管理平台与上位机、DSP之间的通信。(I)管理平台与上位机之间的通信管理平台与上位机之间的通信是双向的,包括3部分内容上位机与Modem之间数据、指令、参数的交互;上位机对Modem上存储文件的操作;管理平台上应用程序的更新。下面对它们进行具体介绍(a)上位机与Modem之间的数据、指令、参数的交互上位机与Modem之间的数据、指令、参数的交互采用TCP/IP协议,管理平台作为服务器,上位机作为客户端。传输内容按图3所示的帧格式进行发送,数据格式为16进制BYTE型,帧结构包括4部分帧头、标识符、内容、结束符。“帧头”占两个字节,用于区分数据类型,“Ox”表示16进制,其它地方出现的“Ox”含义与此相同。“标识符”占I个字节,用于区分每个数据类型下不同的小项。“内容”占N个字节,为数据/指令/参数的具体内容。“结束符”占I个字节,表示帧结构结束。帧头与标识符含义如表I所示。表I上位机给管理平台的数据帧结构含义及说明
权利要求
1.一种水声Modem管理平台,包括网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、扩频调制解调模块、I/O控制模块和ARM芯片,其特征是所述的AMR芯片为ARM6410,ARM6410通过管脚116、117、118、119与网络通信模块连接,ARM6410通过管脚107、108、109、110与串口通信模块连接,ARM6410芯片通过管脚18 — 41与数据存储模块连接,ARM6410芯片通过管脚64与I/O控制模块连接,ARM6410芯片通过管脚42、43、44、45与扩频调制解调模块连接。
2.根据权利要求I一种水声Modem管理平台,其特征是所述的数据存储模块在进行数据存储之前,管理平台先对接收到的数据进行分类,按层次建立文件夹、文件,再进行存储,存储内容包括=OFDM调制解调参数、数据文件、错误日志、录音文件。
3.一种采用权利要求I所述的一种水声Modem管理平台的管理方法,其特征是管理平台通过网络通信模块与交换机连接,交换机再与上位机和DSP之间建立连接;串口通信模块实现管理平台与电源值班模块和方位仪之间的连接与通信;管理平台与换能器、预处理模块之间通过信号线进行连接。
4.根据权利要求3所述的一种水声Modem的管理方法,其特征是管理平台与所述的上位机之间的通信是双向的,包括上位机与Modem之间数据、指令、参数的交互;上位机对Modem上存储文件的操作;管理平台上应用程序的更新。
5.根据权利要求4所述的一种水声Modem的管理方法,其特征是管理平台与所述的DSP之间的通信是双向的,包括管理平台发送给DSP的数据和DSP发送给管理平台的数据。
6.根据权利要求5所述的一种水声Modem的管理方法,其特征是管理平台与所述的电源值班模块之间只进行单向通信,数据流向为从管理平台到值班模块,值班模块实现的功能是管理平台的上电/复位、DSP的上电/复位、功放使能的切换。
7.根据权利要求6所述的一种水声Modem的管理方法,其特征是管理平台与所述的方位仪之间进行双向通信,管理平台通过串口向方位仪发送指令,接收方位仪的信息。
全文摘要
本发明提供的是一种水声Modem管理平台及其管理方法。管理平台包括网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、扩频调制解调模块、I/O控制模块和ARM6410,ARM6410通过不同的管脚分别与网络通信模块、串口通信模块、数据存储模块、I/O控制模块、扩频调制解调模块连接。管理平台通过网络通信模块与交换机连接,交换机再与上位机和DSP之间建立连接;串口通信模块实现管理平台与电源值班模块和方位仪之间的连接与通信;管理平台与换能器、预处理模块之间通过信号线进行连接。本发明能实现对Modem各功能单元的管理与控制,方法更灵活、调试更方便、扩展性更强。
文档编号H04L12/24GK102710339SQ201210150059
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者乔钢, 刘淞佐, 周锋, 孙宗鑫, 孙微, 尹艳玲, 张禹, 王晶, 章佳荣, 马雪飞 申请人:哈尔滨工程大学
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