水面传感节点装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水面空间传感通讯技术领域，具体涉及一种适合于水面和水体间通信的水面传感节点装置。
【背景技术】
[0002]海洋强国战略已成为我国既定国策，海洋科技是建设海洋强国的技术保障。随着我国对海洋环境科研、商业开发及海上军事活动等需求的日益增加，迫切需要能够长时间、实时性、时空间连续、立体大范围的海空天一体化监测系统。实现水面、陆地或空中系统无缝衔接。
[0003]水下传感网络(UWSN—UnderwaterWireless Sensor Networks)是由许多水下传感器节点以自组织和多跳通信方式构成的网络，可以实现水下信息的采集、融合和应用。UWSN在水体环境监测、资源保护、海洋生产、水下目标实时探测和监视等领域有巨大的应用潜力，能为保护领海、开发和利用海洋提供强有力的技术装备和信息平台，因此成为当前传感器网络和水声通信研宄和应用的热点。
[0004]然而目前UWSN数据传递不够稳定，数据丢失情况较多，这其中相当部分原因是水面传感节点布置覆盖面不够，在水面位置变化大，导致数据在传递过程中丢失；另一方面水面传感节点的续航工作能力不够，导致节点失效进而丢失数据。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本实用新型一个方面的目的在于提供一种能保持在预定水面范围内且续航工作能力强的水面传感节点装置，其水上部分通过电磁信道组成水面传感网，水下部分借助水声换能器与普通水下节点组成水声传感网。可以实现水声传感网和水面电磁无线传感网的无缝混合部署，在UWSN系统数据通信中可以保障数据传输的可靠性。
[0007]本实用新型第一方面提供的一种水面传感节点装置，包括水面浮标模块和带动所述水面浮标模块移动的移动装置，所述水面浮标模块上安装有射频调制解调模、CPU模块、GPS模块、传感器，其特征在于还包括太阳能电池，其中所述太阳能电池分别与射频调制解调模、CPU模块、GPS模块、传感器、水声换能器、移动装置电连接，CPU模块的输出端分别与射频调制解调器、移动装置和水声换能器的输入端信号连接。
[0008]由于本实用新型采用太阳能电池作为电源向射频调制解调模、CPU模块、GPS模块、传感器、移动装置供电，满足了水面传感节点装置用电部件的长期电能需求，延长了水面传感节点装置的整体续航工作能力；当水面传感节点装置在水面飘离预定位置水域时，通过GPS模块的定位后可以在CPU模块中及时判定，当需要返回预定位置水域时通过运动装置带动整个水面传感节点装置返回，因而实现了在特定区域长期工作的目的。
[0009]另外，根据本实用新型上述实施例提供的水面传感节点装置还具有如下附加技术特征:
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述太阳能电池包括吸光板，所述水面传感节点装置放置于水中后具有形成水上部和水下部的吃水线，所述吸光板位于所述吃水线的上方。
[0011]进一步的，所述吸光板位于所述水面传感节点装置的顶部。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述水面传感节点装置放置于水中后具有形成水上部和水下部的吃水线，所述射频调制解调器位于所述吃水线的上方。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述水面传感节点装置放置于水中后具有形成水上部和水下部的吃水线，所述的GPS模块位于所述吃水线的上方。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述水面传感节点装置放置于水中后具有形成水上部和水下部的吃水线，所述的传感器位于所述吃水线的下方。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述水面传感节点装置放置于水中后具有形成水上部和水下部的吃水线，所述的水声换能器位于所述吃水线的下方。
[0016]本实用新型另一方面还提供基于所述水面传感节点装置的信息数据传递方法，确保数据传递在有效范围内，进而达到数据传递过程不易丢失。
[0017]所述水面传感节点装置的信息数据传递方法，至少包括如下两个步骤:
[0018]SlOO:水声传感器模块向CPU模块传递数据包后由射频调制解调器向外发送数据包；
[0019]S200:射频调制解调器向CPU模块传递数据包后由水声传感器模块中的水声换能器向外发送数据包；
[0020]其中在所述射频调制解调器或水声换能器向外发送数据包前还包括判定是否需要移动所述水面传感节点装置的步骤。
[0021]通过数据包发送出去之前就判断是否需要移动所述水面传感节点装置这一步骤，可以实现当接收装置不在有效通信范围内时不发送，在移动所述水面传感节点装置到达有效通信范围内时再发送，从而保证数据不会丢失。
[0022]根据本实用新型的另一方面实施例，进一步的还包括如下附加技术特征:所述步骤S200中，还包括是否将数据包丢弃的判断过程。
[0023]进一步的，所述步骤S200中，还包括由CPU模块判断是否接收由所述射频调制解调器所接收到的数据包的过程，以保证本节点接收并转发该数据包的行为是有意义的，避免节点能量的过度消耗。
[0024]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0025]1.配备太阳能吸光板，可以适时为电池充电，延长水面传感节点工作寿命，同时，它还配备移动装置，可参照节点上GPS定位信息，借助电力或波浪移动到指定位置，因而可以实现数据的有效传递而不会被丢失。
[0026]2.借助GPS定位及接收到的水声通信信号强度和方向，还能对水下特定节点所处具体位置做出估计。
[0027]3.水面传感节点装置漂浮于水面上，其水上部分通过电磁信道组成水面传感网，水下部分借助水声换能器与普通水下节点组成水声传感网，这样，实现水声传感网和水面电磁无线传感网的无缝混合部署。
【附图说明】
[0028]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0029]图1是本实用新型的水面传感节点装置原理结构图；
[0030]图2是本实用新型的水面传感节点装置结构示意图；
[0031]图3是本实用新型的水面传感节点装置的信息数据传递方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0034]下面参照图1对本实用新型实施例的水面传感节点装置做进一步的描述。
[0035]如图1所示，水面传感节点装置包括水面浮标100、移动装置200、射频调制解调器700、CPU模块500、GPS模块600、传感器310、水声换能器320和太阳能电池400，其中所述太阳能电池400分别与射频调制解调器700、CPU模块500、GPS模块600、传感器310、水声换能器320、移动装置200电连接，CPU模块500的输出端分别与GPS模块600、