的光透过率为零。光学天线通过光电二极管将光信号转换为电信号。
[0052]光信号发生单元为低功耗可见光信号发生单元。光信号发生单元还包括放大电路、比较器电路和光驱动电路。放大电路将光学天线转换后的电信号放大。通过比较器电路进行幅度限制后，将该信号送至光驱动电路，并加载至光源8。光源8为可见光，在本实施例中所选用的为激光二极管，激光二极管选用的颜色为蓝色或绿色，从而使其传播的距离更远。电池组为高能电池组，高能电池组采用多节小体积、高密度、大容量高能锂电池组合实现，并且有专用的监控电路与光信号发生单元连接。
[0053]上述实施例的中继转发模块中，还包括控制单元。控制单元使用的单片机型号可采用MSP430F149。该单片机为本发明的核心处理单元，负责按照给定的工作任务完成幅度的限制、同步光信号的产生、传输，并协调其它单元安全可靠运行。通过使用G0606M-1的绿光敏感型硅光电二极管构建中继转发模块的光学天线9。通过使用S-0005WPDG00型大功率绿光贴片LED灯构建中继转发模块的光源8。通过使用KRA226三极管构建中继转发模块的光源驱动电路。高能电池组采用二节高能锂电池组合实现，工作时间按照测量时间I小时，间隔时间10小时计算，电池能源可维持I年以上。电池组有专用的监控电路，可对电池组出现的异常现象进行及时处理。其中，高能电池组还通过专用电源接口为其它模块供电。
[0054]图4是本发明的本地设备的同步接收转发模块内部结构框图。如图2所示的本地设备7的同步接收转发模块，包括水密电子仓、光学天线9、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组。
[0055]水密电子仓为通过耐腐蚀材料加工制作的具有耐压结构特性的水密外壳，其中两端面为具有良好光透过率的玻璃，其中，不低于85%中心波长范围之外的光透过率为零。光学天线9通过光电二极管将光信号转换为电信号。
[0056]光信号发生单元为低功耗可见光信号发生单元。光信号发生单元还包括了放大电路、比较器电路和光驱动电路。低功耗可见光信号发生单元通过放大电路将光学天线9转换后的电信号放大。通过比较器电路进行幅度限制后，将该信号送至光驱动电路，并加载至光源8。光源8为可见光，在本实施例中所选用的为激光二极管，激光二极管选用的颜色为蓝色或绿色，从而使其传播的距离更远。同步信号发生单元与光信号接收与发生单元相连接，光信号接收与发生单元的比较器电路进行幅度限制的同时将输出信号送给本地设备进行同步或送给本地设备记录同步时刻。电池组为高能电池组，高能电池组采用多节小体积、高密度、大容量高能锂电池组合实现，并且有专用的监控电路与低功耗可见光信号接收与发生单元连接。各模块是通过一条可承力耐腐蚀与海水接触的系留缆连接。系留缆不与各模块发生任何电气连接，各模块通过水密电子舱的紧固装置与系留缆串接工作运行。
[0057]上述实施例的同步接收转发模块还包括控制单元，控制单元接收光学天线所接收到的信号，并通过低功耗可见光发生单元将信号再次发出。同时，控制单元内还包括同步信号发生单元以及用于转换的协议，从而将再次发出的信号在转换后传输至本地设备。通过使用G0606M-1的绿光敏感型硅光电二极管构建海洋设备同步接收转发模块的光学天线9。通过使用S-0005WPDG00型大功率绿光贴片LED灯构建海洋设备同步接收转发模块的光源8。通过使用KRA226三极管构建海洋设备同步接收转发模块的光源驱动电路。过专用水密接插件与海洋设备连接，传输同步信号。高能电池组采用二节高能锂电池组合实现，工作时间按照测量时间I小时，间隔时间10小时计算，电池能源可维持I年以上；电池组有专用的监控电路可对电池组出现的异常现象进行及时处理。高能电池组通过专用电源接口为其它模块供电。
[0058]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种深水可见光同步装置，其特征在于:包括同步光信号发生模块、本地设备的同步接收模块； 所述同步光信号发生模块和本地设备的同步接收模块在系留缆上固定设置，同步光信号发生模块设置在靠近系留缆顶部的位置，本地设备的同步接收模块设置在系留缆上、同步光信号发生模块之下的位置； 所述同步光信号发生模块发出同步光信号； 所述本地设备的同步接收模块接收同步光信号。2.根据权利要求1所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述同步光信号发生模块和本地设备的同步接收模块之间的系留缆上设置有中继转发模块。3.根据权利要求2所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述中继转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元和电池组； 所述光学天线、光信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内； 所述光学天线接收光信号并转换； 所述光信号发生单元将转换后的信号再次发出； 所述电池组与光信号发生单元连接。4.根据权利要求2所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述系留缆上设置有多个本地设备； 所述每个本地设备上分别设置了接收模块，所述接收模块还包括转发模块； 所述多个本地设备的同步接收转发模块之间设置有中继转发模块。5.根据权利要求4所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述本地设备的同步接收转发模块包括水密电子仓、光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组； 所述光学天线、光信号发生单元、同步信号发生单元和电池组设置在水密电子仓内； 所述光学天线接收光信号并转换； 所述光信号发生单元将转换后的信号再次发出； 所述同步信号发生单元分别与光信号发生单元和本地设备连接； 所述电池组与光信号发生单元连接。6.根据权利要求1所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述同步光信号发生模块包括水密电子仓、光信号发生单元、时钟单元、工作任务存储单元和电池组； 所述光信号发生单元、时钟单元、工作任务存储单元和电池组都设置在水密电子仓内； 所述光信号发生单元发出同步光信号； 所述时钟单元和工作任务存储单元与光信号发生单元连接； 所述电池组与光信号发生单元连接。7.根据权利要求3或5所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述光学天线还包括光电二极管，光电二极管将光信号转换为电信号。8.根据权利要求3或5所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述光信号发生单元包括放大电路、比较器电路、光驱动电路和光源； 所述放大电路将光学天线转换后的信号放大； 所述比较器电路对放大后的信号的幅度进行限制； 所述光驱动电路通过对幅度进行限制后的信号来控制光源。9.根据权利要求3、5、6任一项所述的一种深水可见光同步装置，其特征在于:所述水密电子仓为耐腐蚀材料加工的水密外壳，所述水密电子仓还包括光信号发射端面，所述光信号发射端面为高透光的玻璃。
【专利摘要】本发明涉及一种深水可见光同步装置，实现自容式深水设备的海洋信息同步工作。主要是利用可见光信号作为同步信号，实现深海中海洋设备信号的同步运行。使用直接和多级中继接力相结合的方法，将可见光同步信号由专用的同步光信号发生模块传输至各个专用的光信号接收单元。光接收单元将光信号转化为电信号，传递给链中的各个设备，实现各设备的同步工作。整个系统的实现装置主要包括：同步光信号发生模块、中继转发模块、本地设备的同步接收转发模块，以及各个模块中的电源和授时模块等结构。可见光同步装置降低了海上布放、回收作业难度，存储、运输也更为简便。同时设备系统中各个设备间相互独立，有效的实现故障隔离，大大提高了系统的可靠性。
【IPC分类】H04J3/06, H04B10/116
【公开号】CN105024753
【申请号】CN201510377371
【发明人】江磊, 王海斌, 郭永刚, 林鹏
【申请人】中国科学院声学研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月30日