一种水声通信设备及唤醒方法与流程

1.本发明涉及水声通信技术领域，尤其涉及一种水声通信设备及唤醒方法。


背景技术：

2.当前的水声通信设备大多以电池供电，应用在类似定时进行信息采集和传输这样的场景中。
3.现有技术中通过接收特定水声信号来唤醒水声通信设备，但是特定水声信号经常会有误触发的情况，使得水声通信设备处于正常工作模式，消耗大量电能，致使该水声通信设备在水下的工作时间减少。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种水声通信设备及唤醒方法，以解决现有技术中通过接收特定水声信号来唤醒水声通信设备，但是特定水声信号经常会有误触发的情况，使得水声通信设备处于正常工作模式，消耗大量电能，致使该水声通信设备在水下的工作时间减少的问题。
5.第一方面，本发明提供了一种水声通信设备，包括待机模块、声通模块以及供电模块；所述待机模块包括第一输出管理单元、时钟单元及开关单元；所述声通模块包括第二输出管理单元及水声通信电路；所述第一输出管理单元与所述时钟单元以及所述开关单元连接；所述时钟单元与所述开关单元连接；所述开关单元与所述第二输出管理单元连接；所述供电模块分别与所述第一输出管理单元以及所述第二输出管理单元连接；所述第二输出管理单元与所述水声通信电路连接。
6.可选地，所述水声通信电路还包括处理器单元；所述处理器单元与所述第二输出管理单元连接，所述处理器单元与所述时钟单元连接，所述处理器单元与所述开关单元连接。
7.可选地，所述开关单元包括隔离子单元和触发开关子单元；所述隔离子单元与所述处理器单元连接，所述隔离子单元与所述第一输出管理单元连接；所述触发开关子单元与所述隔离子单元连接，所述触发开关子单元与所述第二输出管理单元连接。
8.可选地，所述隔离子单元包括第一三极管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一三极管的集电极与所述触发开关子单元连接；所述第一电阻的第一端与所述处理器单元连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接；所述第二电阻的第一端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的发射极连接；所述第三电阻的第一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一输出管理单元连接。
9.可选地，所述触发开关子单元包括第一触发器和第四电阻；所述第四电阻的第一端与所述第一触发器的电源输入引脚连接，所述第四电阻的第二端与所述第一输出管理单元连接；所述第一触发器的clrn引脚与所述隔离子单元中第一三极管的集电极连接。
10.可选地，所述触发开关子单元还包括第五电阻和第二三极管；所述第五电阻的第
一端与所述第一触发器的输出引脚连接，所述第五电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接；所述第二三极管的集电极与所述第二输出管理单元连接。
11.可选地，所述时钟单元包括时钟芯片及第六电阻；所述时钟芯片的输出引脚与所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端与所述第一触发器的pren引脚连接。
12.可选地，所述第一输出管理单元包括第一dc
‑
dc电源模块。
13.可选地，所述第二输出管理单元包括第二dc
‑
dc电源模块，所述第二输出管理单元的第二dc
‑
dc电源模块的关断引脚与所述第二三极管的集电极连接。
14.第二方面，本发明提供了一种水声通信设备的唤醒方法，所述方法应用于上述任一项所述的水声通信设备，所述方法包括：
15.若接收到休眠指令，向时钟单元发送时间设定指令以及向开关单元发送关断控制信号；
16.其中，所述关断控制信号用于触发所述开关单元关闭所述第二输出管理单元；所述时间设定指令用于设定所述时钟单元向所述开关单元发送唤醒信号的时间；所述唤醒信号用于触发所述开关单元开启所述第二输出管理单元,使所述声通模块开启而唤醒所述水声通信设备。
17.本发明实施例中提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
18.本发明实施例中通过时钟单元配置发送唤醒信号的时间，时间到来后唤醒水声通信设备，使得水声通信设备能够在设定的时间唤醒水声通信设备，而现有技术中是通过接收特定水声信号来唤醒水声通信设备，特定水声信号经常会误触发导致水声通信设备在不需要被唤醒的时间段进入工作模式，因此本发明水声通信设备消耗的电能比现有技术中水声通信设备消耗的电能少，本发明能以最大限度减小水声通信设备功耗，延长水声通信设备的工作时间。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
21.图1所示为本发明的实施例的一种水声通信设备的框图；
22.图2所示为本发明的实施例的一种水声通信设备的框图；
23.图3所示为本发明的实施例的一种水声通信设备的结构示意图；
24.图4所示为本发明的实施例的一种水声通信设备的第一触发器的功能表。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
27.如图1所示，本发明提供了一种水声通信设备，包括待机模块100、声通模块200以及供电模块300；所述待机模块100包括第一输出管理单元110、时钟单元120及开关单元130；所述声通模块200包括第二输出管理单元210及水声通信电路220；所述第一输出管理单元110与所述时钟单元120、所述开关单元130连接；所述时钟单元120与所述开关单元130连接；所述开关单元130与所述第二输出管理单元210连接；所述供电模块300分别与所述第一输出管理单元110以及所述第二输出管理单元210连接；第一输出管理单元110用于将供电模块120的输出电压转化后输出至时钟单元120及开关单元130，所述第二输出管理单元210与所述水声通信电路220连接，第二输出管理单元210用于在开关单元130开启后将供电模块120的输出电压转化后输出至水声通信电路220。
28.所述待机模块100用于当所述水声通信设备需要进入正常工作状态时，所述待机模块100驱动声通模块200工作使所述水声通信设备正常工作；所述声通模块200在所述水声通信设备正常工作时启动，从而使所述水声通信设备正常工作；所述供电模块300用于向所述待机模块100和所述声通模块200供电；所述第一输出管理单元110用于把所述供电模块300的电压降为3v提供给向所述时钟单元120以及所述开关单元130；所述第二输出管理单元210用于把所述供电模块300的电压转换为所述水声通信设备正常工作时所述水声通信电路220所需要的电压；所述水声通信电路220是实现水声通信设备与其他水声通信设备信号交互的主要功能模块；所述时钟单元120用于配置发送唤醒信号的时间，在时间到来时向开关单元130发送唤醒信号；所述开关单元130用于关闭或开启所述第二输出管理单元210。
29.需要说明的是，本文内容中第一触发器133中的clrn引脚为异步复位引脚，第一触发器133中的pren引脚为异步置位引脚。
30.具体地，参见图1，结合图2
‑
图4所示，所述处理器单元400接收到休眠指令后通过所述时钟芯片121的串行时钟引脚scl和串行数据引脚sda对所述时钟单元120设定发送唤醒信号的时间，并发送高电平到所述隔离子单元131的第一电阻r1从而使所述第一三极管q1导通；所述第一三极管q1导通使触发开关子单元132中的第一触发器133中的clrn引脚为低电平；第一触发器133中的clrn引脚为低电平使所述第一触发器133触发状态2，所述第一触发器133的输出引脚qn为高电平，因此使所述第二三极管q2导通；所述第二三极管q2导通使所述第二输出管理单元210中的第二dc
‑
dc电源模块的关断脚为低电平，从而关断所述第二输出管理单元210。
31.所述时钟单元120在时间到来后向所述开关单元130发送唤醒信号，使所述开关单元130中的第一触发器133中的pren引脚为低电平；所述第一触发器133触发状态1，使所述第一触发器133的输出引脚qn为低电平，因此使所述第二三极管q2不导通；所述第二三极管q2不导通，使所述第二输出管理单元210中的第二dc
‑
dc电源模块的关断脚上拉为高电平，从而开启所述第二输出管理单元210；所述第二输出管理单元210供电给所述水声通信电路220以唤醒所述水声通信设备。
32.由于所述水声通信设备在所述第二输出管理单元210关闭的时候只有所述待机模块100工作，且由于所述第一输出管理单元110中的第一dc
‑
dc电源模块把所述供电模块300
降为3v提供给所述待机模块100，所以减少了不必要的电能消耗，因此，通过时钟单元120配置发送唤醒信号的时间，时间到来后唤醒水声通信设备，使得水声通信设备能够在设定的时间唤醒水声通信设备，减少不必要的电能消耗，从而延长了水声通信设备水下作业的工作时间。
33.进一步地，如图1所示，所述水声通信电路220还包括处理器单元400；所述处理器单元400与所述第二输出管理单元210连接，所述处理器单元400与所述时钟单元120连接，所述处理器单元400与所述开关单元130连接。所述处理器单元400发送用于关闭所述第二输出管理单元210的信号到所述开关单元130，从而控制所述开关单元130关断所述第二输出管理单元210使水声通信设备进入休眠状态；同时对所述时钟单元120设置发送唤醒信号的时间。
34.进一步地，参见图2，结合图3所示，所述开关单元130包括隔离子单元131和触发开关子单元132；所述隔离子单元131与所述处理器单元400连接，所述隔离子单元131与所述第一输出管理单元110连接；所述触发开关子单元132与所述隔离子单元131连接，所述触发开关子单元132与所述第二输出管理单元210连接。所述隔离子单元131用于接收处理器单元400发送的用于关闭所述第二输出管理单元210的信号；且所述隔离子单元131中的所述第一三极管q1用于隔离所述处理器单元400这边的io状态，因为所述第一触发器133的clrn引脚在处理器单元400断电后要保持高电平状态，而所述第一三极管q1能使所述第一触发器133的clrn引脚上拉为高电平状态。
35.所述触发开关子单元132用于接收所述隔离子单元131发送过来的用于关闭所述第二输出管理单元210的信号，以及接收所述时钟单元120发送的唤醒信号。
36.进一步地，如图3所示，所述隔离子单元131包括第一三极管q1、第一电阻r1、第二电阻r2及第三电阻r3；所述第一三极管q1的集电极与所述触发开关子单元132连接；所述第一电阻r1的第一端与所述处理器单元400连接，所述第一电阻r1的第二端与所述第一三极管q1的基极连接；所述第二电阻r2的第一端与所述第一三极管q1的基极连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一三极管q1的发射极连接；所述第三电阻r3的第一端与所述第一三极管q1的集电极连接，所述第三电阻r3的第二端与所述第一输出管理单元110连接。
37.具体地，所述隔离子单元131接收处理器单元400发送的用于关闭所述第二输出管理单元210的信号后，使所述第一三极管q1导通，从而使所述第一触发器133的clrn引脚为低电平。
38.进一步地，参见图3，结合图4所示，所述触发开关子单元132包括第一触发器133和第四电阻r4；所述第四电阻r4的第一端与所述第一触发器133的电源输入引脚d连接，所述第四电阻r4的第二端与所述第一输出管理单元110连接；所述第一触发器133的clrn引脚与所述隔离子单元131中的第一三极管q1的集电极连接。具体地，上电初始时，所述第一触发器133的电源输入引脚d接通所述第一输出管理单元110，所述第一触发器133的电源输入引脚d为高电平，从而使所述第一触发器133触发状态3。
39.而当所述触发开关子单元132接收所述隔离子单元131发送的用于关闭所述第二输出管理单元210的信号后，所述第一触发器133的clrn引脚变为低电平，所述第一触发器133触发状态2。
40.进一步地，参见图3，结合图1
‑
图2所示，所述触发开关子单元132还包括第五电阻
r5和第二三极管q2；所述第五电阻r5的第一端与所述第一触发器133的输出引脚qn连接，所述第五电阻r5的第二端与所述第二三极管q2的基极连接；所述第二三极管q2的集电极与所述第二输出管理单元210连接。
41.具体地，当所述第一触发器133触发状态3时，所述第一触发器133的输出引脚qn为低电平，从而使所述第二三极管q2不导通；所述第二输出管理单元210正常供电给所述水声通信电路220使水声通信设备正常工作。
42.当所述第一触发器133的clrn引脚变为低电平，所述第一触发器133触发状态2时，所述第一触发器133的输出引脚qn为高电平，从而使所述第二三极管q2导通；所述第二三极管q2导通使所述第二dc
‑
dc电源模块的关断引脚为低电平，从而关闭所述第二输出管理单元210；所述第二输出管理单元210关闭使水声通信设备进入休眠状态。
43.进一步地，如图3所示，所述时钟单元120包括时钟芯片121及第六电阻r6；所述时钟芯片121的输出引脚intn与所述第六电阻r6的第一端连接；所述第六电阻r6的第二端与所述第一触发器133的pren引脚连接。具体地，当所述时钟单元120休眠时间结束后，所述时钟芯片121的输出引脚intn与所述时钟芯片121的第六电阻r6用于使所述第一触发器133的pren引脚为低电平。
44.进一步地，如图3所示，所述第一输出管理单元110包括第一dc
‑
dc电源模块。所述第一dc
‑
dc电源模块用于把所述供电模块300降为3v提供给所述待机模块100。
45.进一步地，如图2所示，所述第二输出管理单元210包括第二dc
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dc电源模块，所述第二输出管理单元210中的第二dc
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dc电源模块的关断引脚与所述第二三极管q2的集电极连接。所述第二输出管理单元210的第二dc
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dc电源模块的关断引脚用于控制所述第二输出管理单元210开启或关闭，具体地，当所述第二输出管理单元210的第二dc
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dc电源模块的关断引脚为低电平时，所述第二输出管理单元210关闭；当所述第二输出管理单元210的第二dc
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dc电源模块的关断引脚为高电平时，所述第二输出管理单元210开启。
46.参见图3，结合图4所示，所述时钟单元120还包括第七电阻r7和第八电阻r8；所述第七电阻r7的第一端与所述第一输出管理单元110连接，所述第七电阻r7的第二端与所述第六电阻r6的第二端连接；所述第八电阻r8的第一端与所述第一输出管理单元110连接，所述第八电阻r8的第二端与所述时钟芯片121的电源输入引脚evi连接。由于所述时钟单元120在发送唤醒信号时间前，所述第一触发器133的pren引脚要保持高电平状态，而所述第七电阻r7能使所述第一触发器133的pren引脚上拉为高电平状态。
47.进一步地，如图1
‑
图4所示，本发明提供了一种水声通信设备的唤醒方法，所述方法应用于上述任一项所述的水声通信设备，所述方法包括：
48.若接收到休眠指令，向时钟单元120发送时间设定指令以及向开关单元130发送关断控制信号；
49.其中，所述关断控制信号用于触发所述开关单元130关闭所述第二输出管理单元210；所述时间设定指令用于设定所述时钟单元120向所述开关单元130发送唤醒信号的时间；所述唤醒信号用于触发所述开关单元130开启所述第二输出管理单元210,使所述声通模块200开启而唤醒所述水声通信设备。
50.具体地，所述处理器单元400接收到休眠指令后通过所述时钟芯片121的串行时钟引脚scl和串行数据引脚sda对所述时钟单元120设定发送唤醒信号的时间，所述时钟单元
120在发送唤醒信号的时间到来后向所述开关单元130发送唤醒信号，使所述第一触发器133中的pren引脚为低电平；所述第一触发器133触发状态2，使所述第一触发器133的输出引脚qn变为低电平，因此使所述第二三极管q2不导通；所述第二三极管q2不导通，使所述第二输出管理单元210中的第二dc
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dc电源模块的关断脚上拉为高电平，从而开启所述第二输出管理单元210；所述第二输出管理单元210供电给所述水声通信电路220以唤醒所述水声通信设备。因此，所述水声通信设备的唤醒方法使得水声通信设备能够在设定的时间被唤醒，减少了不必要的电能消耗，从而延长了水声通信设备水下作业的工作时间。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。