面向水下的可见光通信装置及其通信方法
技术特征:
1.面向水下的可见光通信装置,其特征在于,包括mcu主控电路、rs485接口电路、可见光光源面板、光信号接收装置、调制电路、解调电路、mpu9250姿态传感器,所述mcu通过调制电路与所述可见光光源的驱动电路控制电连接,所述光信号接收装置通过解调电路与mcu信号传递电连接,所述陀螺仪与mcu信号传递电连接;
2.一种如权利要求1所述面向水下的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,步骤2中,第一次握手信号的数据帧格式包括同步帧头sof字段、功能function字段、通信速率baud字段、0x01数据字段以及同步eof帧尾字段,其中同步帧头sof字段与同步eof帧尾字段为固定的数据帧格式中的同步帧头与同步帧尾,功能function字段表示当前数据命令的功能是控制命令还是数据传输命令,通信速率baud字段表明当前握手过程是以何种速率进行握手;
4.根据权利要求2所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,所自定义的数据帧格式为:同步帧头sof字段、功能function字段、载荷数据字段、校验位和同步eof帧尾字段,其中校验位使用checksum校验方式进行校验,后续帧格式功能不同在于功能function字段不同。
5.根据权利要求2所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,功能function字段为4个字节的数据段,其中前两个字节表明当前数据包为命令操作还是传输的数据,后两个字节仅当当前数据包为命令操作时有效。
6.根据权利要求2所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,步骤3中,当前单位时间发送方可见光通信装置判断当前单位时间自身姿态正常时,在当前单位时间数据信号发送结束后,由发送方可见光通信装置向接收方可见光通信装置发送sny同步信号,所述sny同步信号包含发送方可见光通信装置当前单位时间的数据发送次数;
7.根据权利要求6所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,所述sny同步信号的数据帧格式中功能function字段前两个位值为0x1a,后两位值为send_count值, send_count字段为数据发送次数的计数值,当满足逐级提升通信速率时,该值为提升速率所对应的baud值;
8.根据权利要求7所述的可见光通信装置的通信方法,其特征在于,步骤1、2、3中,可见光通信装置使用通用异步收发器uart融合直接内存访问dma双缓冲方式进行数据接收。
技术总结
本发明公开了一种面向水下的可见光通信装置及其通信方法,装置包括MCU主控电路、RS485接口电路、可见光光源面板、光信号接收装置、调制电路、解调电路、MPU9250姿态传感器,通信方法中通过陀螺仪实时监测通信装置节点姿态,以实时获取可见光通信装置的姿态数据,并融合TIME定时器算法来动态调整通信速率,同时使用通用异步收发器UART融合直接内存访问DMA的双缓冲算法,解决了因传输速率过快导致MCU算力资源紧张以及数据覆盖丢失问题,实现了通信过程中MCU有足够的算力进行其他工作任务的同时也保证了数据准确、正确接收,提升了整个通信系统稳定性,解决了在海底杂波信号干扰下无法正确接收到有效数据段问题。
技术研发人员:夏巍,荣凯,张浩然
受保护的技术使用者:安徽建筑大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/21
技术研发人员:夏巍,荣凯,张浩然
技术所有人:安徽建筑大学
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