一种水下可见光通信系统及方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及通信领域，特别涉及一种水下可见光通信系统及方法。
【背景技术】
[0002]水下传感器网络系统主要应用在海洋科学数据收集、污染监测、海上勘探、灾害预防、辅助导航、水下监视等方面。目前，水下传感器网络系统由水下无人机器人和水下无线传感器组成，水下无人机器人与水下无线传感器之间通过无线通信连接，水下无人机器人将从水下无线传感器获取到的水下信息转发至岸边基站，实现对水下信息的监测。
[0003]其中，水下无人机器人与水下无线传感器之间具体通过声波无线通信连接，但是由于水下环境的特殊性，声波无线通信在水下传输速度低，导致水下无人机器人的信息获取效率低。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种水下可见光通信系统及方法，以达到提高水下无人机器人的信息获取效率，从而提高水下无人机器人将水下信息反馈给岸边基站的及时性的目的，技术方案如下:
[0005]—种水下可见光通信系统，包括:水下无人机器人、水下骨干网络节点设备和多个不同的水下传感器；
[0006]所述水下骨干网络节点设备分别与各个所述水下传感器通过光纤通信进行通信连接；
[0007]所述水下无人机器人与所述水下骨干网络节点设备通过可见光无线通信进行通信连接；
[0008]所述水下无人机器人，用于发送任务分配指令至所述水下骨干网络节点设备，以及发送信息采集指令至所述水下骨干网络节点设备，并接收所述水下骨干网络节点设备针对所述信息采集指令发送的各个所述水下传感器采集的信息；
[0009]所述水下骨干网络节点设备，用于将所述任务分配指令转发至相应的水下传感器，以及获取各个所述水下传感器采集的信息，并在接收到所述信息采集指令时，将各个所述水下传感器采集的信息发送至所述水下无人机器人；
[0010]所述水下传感器，用于采集水下信息。
[0011]优选的，所述水下骨干网络节点设备具体用于定时获取各个所述水下传感器采集的信息。
[0012]优选的，所述水下无人机器人包括:第一可见光发射装置、第一可见光接收装置、第一驱动电路和第一接收电路；
[0013]所述第一驱动电路，用于将表征所述任务分配指令的电信号转换为第一光信号，以及将表征所述信息采集指令的电信号转换为第二光信号；
[0014]所述第一可见光发射装置，用于将所述第一光信号和所述第二光信号发射至所述水下骨干网络节点设备；
[0015]所述第一可见光接收装置，用于接收表征各个所述水下传感器采集的信息的第三光信号；
[0016]所述第一接收电路，用于将所述第三光信号转换为电信号；
[0017]所述水下骨干网络节点设备包括:第二可见光发射装置、第二可见光接收装置、第二驱动电路和第二接收电路；
[0018]所述第二驱动电路，用于将表征各个所述水下传感器采集的信息的电信号转换为所述第三光信号；
[0019]所述第二可见光发射装置，用于将所述第三光信号发射至所述水下无人机器人；
[0020]所述第二可见光接收装置，用于接收所述第一光信号和所述第二光信号；
[0021]所述第二接收电路，用于将所述第一光信号转换和所述第二光信号分别转换为电信号。
[0022]优选的，所述第一可见光发射装置和所述第二可见光发射装置均为发光二极管LED 灯；
[0023]所述第一可见光接收装置和所述第二可见光接收装置均为光电探测器。
[0024]—种水下可见光通信方法，基于水下可见光通信系统，所述水下可见光通信系统包括:水下无人机器人、水下骨干网络节点设备和多个不同的水下传感器，所述水下骨干网络节点设备分别与各个所述水下传感器通过光纤通信进行通信连接，所述水下无人机器人与所述水下骨干网络节点设备通过可见光无线通信进行通信连接，所述方法包括:
[0025]所述水下骨干网络节点设备接收所述水下无人机器人发送的任务分配指令，并将所述任务分配指令转发至相应的水下传感器；
[0026]所述水下骨干网络节点设备获取各个所述水下传感器采集的信息；
[0027]所述水下骨干网络节点设备在接收到所述水下无人机器人发送的信息采集指令时，将各个所述水下传感器采集的信息发送至所述水下无人机器人。
[0028]优选的，所述水下骨干网络节点设备获取各个所述水下传感器采集的信息包括:
[0029]所述水下骨干网络节点设备定时获取各个所述水下传感器采集的信息。
[0030]优选的，所述水下骨干网络节点设备接收所述水下无人机器人发送的任务分配指令的过程，包括:
[0031 ]所述水下骨干网络节点设备接收表征所述任务分配指令的第一光信号；
[0032]所述水下骨干网络节点设备将所述第一光信号转换为表征所述任务分配指令的电信号。
[0033]优选的，所述水下骨干网络节点设备在接收到所述水下无人机器人发送的信息采集指令时，将各个所述水下传感器采集的信息发送至所述水下无人机器人的过程，包括:
[0034]所述水下骨干网络节点设备在接收到所述水下无人机器人发送的信息采集指令时，将表征各个所述水下传感器采集的信息的电信号转换为所述第三光信号；
[0035]所述水下骨干网络节点设备将所述第三光信号发送至所述水下无人机器人。
[0036]与现有技术相比，本申请的有益效果为:
[0037]在本申请中，水下骨干网络节点设备通过光纤通信获取各个水下传感器采集的信息，水下骨干网络节点设备在获取到各个水下传感器采集的信号后，水下无人机器人可以通过可见光无线通信接收水下骨干网络节点设备发送的各个水下传感器采集的信息。
[0038]由于可见光无线通信受水下环境的影响小，可见光无线通信在水下的传输速率相对较高，因此提高了水下无人机器人的信息获取效率，从而提高了水下无人机器人将水下信息反馈给岸边基站的及时性。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1是本申请提供的水下可见光通信系统的一种逻辑结构示意图；
[0041]图2是本申请提供的水下无人机器人的一种逻辑结构示意图；
[0042]图3是本申请提供的水下骨干网络节点设备的一种逻辑结构示意图；
[0043]图4是本申请提供的水下可见光通信系统的一种工作示意图；
[0044]图5是本申请提供的水下可见光通信方法的一种流程图；
[0045]图6是本申请提供的水下可见光通信方法的一种子流程图；
[0046]图7是本申请提供的水下可见光通信方法的另一种子流程图。
【具体实施方式】
[0047]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0048]实施例一
[0049]请参见图1，其示出了本申请提供的水下可见光通信系统的一种逻辑结构示意图，水下可见光通信系统包括:水下无人机器人11、水下骨干网络节点设备12和多个不同的水下传感器。
[0050]所述水下骨干网络节点设备12分别与各个所述水下传感器通过光纤通信进行通信连接。
[0051]在本实施例中，由于布设在水下的传感器不需要自主移动即可采集周围信息，因此使用光纤将水下传感器连接至水下骨干网络节点设备12，实现水下骨干网络节点设备12分别与各个所述水下传感器通过光纤通信进行通信连接。光纤传输受水下环境影响小，水下传感器与水下骨干网络节点设备12之间的信息传输速率高，干扰小，并且水下传感器不再需要进行无线通信，降低了水下传感器的复杂度。
[0052]所述水下无人机器人11与所述水下骨干网络节点设备12通过可见光无线通信进行通信连接。
[0053]所述水下无人机器人11，用于发送任务分配指令至所述水下骨干网络节点设备12，以及发送信息采集指令至所述水下骨干网络节点设备12，并接收所述水下骨干网络节点设备12针对所述信息采集指令发送的各个所述水下传感器采集的信息。
[0054]在本实施例中，当工作人员需要采集水底各个水下传感器的信息时，可派送水下无人机器人11潜入水底，水下无人机器人11与水下骨干网络节点设备12建立可见光无线通信，并由水下无人机器人11发送任务分配指令，对相应的水下传感器进行任务分配。
[0055]所述水下骨干网络节点设备12，用于将所述任务分配指令转发至相应的水下传感器，以及获取各个所述水下传感器采集的信息，并在接收到所述信息采集指令时，将各个所述水下传感器采集的信息发送至所述水下无人机器人11;
[0056]所述水下传感器，用于采集水下信息。
[0057]在本实施例中，收到任务分配指令的水下传感器则按照任务分配指令进行相应任务的执行。
[0058]在本申请中，水下骨干网络节点设备12通过光纤通信获取各个水下传感器采集的信息，水下骨干网络节点设备12在获取到各个水下传感器采集的信号后，水下无人机器人11可以通过可见光无线通信接收水下骨干网络节点设备12发送的各个水下传感器采集的
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[0059]由于可见光无线通信受水下环境的影响小，可见光无线通信在水下的传输速率相对较高，因此提高了水下无人机器人11的信息获取效率，从而提高了水下无人机器人11将水下信息反馈给岸边基站的及时性。
[0060]进一步的，在本实施例中，水下骨干网络节点设备12具体可以用于定时获取各个所述水下传感器采集的信息，在水下骨干网络节点设备12获取各个水下传感器采集的信息后，水下无人机器人11只需要直接与水下骨干网络节点设备12进行可见光无线通信，接收水下骨干网络节点设备12发送的各个水下传感器采集的信息，不再需要分别与各个水下传感器建立无线连接，缩短了信息获取的总时间，进一步提高了信息获取的效率，提高了水下无人机器人11将水下信息反馈给岸边基站的及时性。
[0061]在本实施例中，水下骨干网络节点设备12具体可以用于定时获取各个所述水下传感器米集的?目息。