水文缆道专用通信调制解调器研制

水文缆道专用通信调制解调器研制

水文缆道专用通信调制解调器研制

李攀峰

(1河南工业大学电气工程学院，郑州， 450007)

摘要：为了解决水文缆道系统水文采样自动化程度不高，采样时间长等问题，文章提出了使用单片机为核心，利用缆道来传递信息，采用数字脉冲调制编码的电流场通信技术。采用这种技术实现了水文缆道采样器与岸上控制装置之间的无线双向通信，解决了多仓采样器的无线控制问题。作者详细介绍了无线遥控的通信原理和组成结构，并对信号传输协议做了剖析，总结了系统稳定可靠，抗干扰能力强等特征，对其应用领域作了展望。 关键词：缆道；悬移质；采样；单片机；遥控器；编码 中图分类号： 文献表识码：A

在我国河流悬移质测验中，广泛采用横跨河流的不绝缘缆道悬挂铅鱼和采样器于河水中采集悬移质水样的作业方法[1]。对于同一个断面，每次需多点采集才能保证测验结果可靠。传统上，一直采用缆道悬挂载人吊箱于采样器上方的河面上，对水中的采样器进行人工手动控制。这种作业方式工作量大、危险性强、自动化程度底。水文工作者在这方面进行了大量的研究，虽然研制出了各种无线遥控的悬移置采样器，但是多数只是实现了从岸上向水下发送信号，仅能实现单采样仓的单向无线控制，并且存在安装操作麻烦、可靠性差等问题。

本文提出了使用单片机为核心，利用水文缆道来传递信息，采用数字脉冲调制编码技术的电流场通信技术。实现了水文缆道采样器与岸上控制装置之间的无线双向通信，成功解决了多仓采样器的无

线控制问题，并可对采样仓的动作进行有效的监控。 1 通信原理

1.1电流场通信基本原理

水下无线通信是利用水下电流场来进行通信的。如

在距离为d1的两个水下电极A1、B1上加上电图1所示，压US时，利用水体的导电能力，可在水中形成电流场[2]。

这时，如果在距离该电流场中心线r处设置两个距离为d2

的检测电极A2、B2，则在电极A2、B2上将会检测出电位

差U。反之，在水下电极A2、B2上加上电压时， 图1 电流场通信原理 同样在水中形成电流场，并且也能够在电极

A1、B1上检测出一定的电位差。利用这个原

理，即可实现水下电流通信。 1.2缆道无线通信 图2是缆道信号无线传输示意图，信号以电流场的形式进行传输。

水下信号源的一端经悬索和缆索与岸上接收器的一端相连。另一端通过铅鱼、河水、大地将信号传至岸

上接收器的另一端。由于缆道、悬索、铅鱼 都处于大地和河水这样无线大导体中。信号 图2 缆道无线通信

的传输回路电流都分布式的。这样入水钢索、铅鱼、大地之间都存在着联系[3]。

2 系统组成