CN108198405A - 基于无线通讯的测深仪及测深仪数据传输*** - Google Patents
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Abstract
本申请揭示了一种基于无线通讯的测深仪及测深仪数据传输***，属于水深测试技术领域。该无线通讯的测深仪，包括无线路由器、DSP芯片和网络芯片，其中DSP芯片与网络芯片电性连接，网络芯片通过网线连接至无线路由器，无线路由器通过无线通讯方式与外部通讯设备连接。本申请通过在测深仪中增加了网络芯片和无线路由器，并利用网络芯片将DSP芯片和无线路由器进行了连接，从而实现了将DSP芯片测量得到的数据通过无线路由器提供的无线通讯方式传输给外部通讯设备（比如主板和显示屏），节省了外部通讯设备与测深仪之间的连接线路，便于测深仪的携带。
Description
技术领域
本发明属于水深测试技术领域，涉及一种基于无线通讯的测深仪及测深仪数据传输***。
背景技术
回声测深仪是应用水声信号进行测距的常规水深测量设备，也是当今应用最普遍的探测设备。它的工作原理是通过换能器发射一定频率的声波，利用声波在水中传播时，遇到密度不同的介质（如水底或其他物体）会产生反射信号，根据声波往返的时间及其在所测区域水中的传播速度，求得换能器至反射目标的直线距离,即测得水深。目前主流的测深仪内嵌了主板和显示屏，测深值传输给主板然后通过显示屏来显示出来。这种测深仪体积比较笨重。也有些测深仪可以通过网线或串口来与外部PC平台来进行通讯，通过外部PC平台上的测量软件来显示和存储测深值，这样需要带一台测深仪主机和PC平台以及连接线缆，也不太方便。随着平板技术的发展，以及水文测量对测深仪便携性等要求的提高，如果测深仪能够通过WIFI把测深值传给平板，则测深仪主机可以内置高性能的电池，并将其他电源电路、发射电路、接收电路及处理电路整合在一个体积较小的匣子里，便于携带，内置电池满足连续工作8小时的测量要求，而平板体积小，可持续工作时间长，通过平板上的软件来显示和存储测深值。通过这两者组合，在野外只需要一个连接电缆将测深仪主机和换能器相连，整个测量***简洁，轻便，并能满足野外长时间测量的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种基于无线通讯的测深仪及测深仪数据传输***，具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种基于无线通讯的测深仪，包括无线路由器、DSP芯片和网络芯片，其中DSP芯片与网络芯片电性连接，网络芯片通过网线连接至无线路由器，无线路由器通过无线通讯方式与外部通讯设备连接；网络芯片将DSP芯片输出的数据封装成网络数据包，并将网络数据包发送给无线路由器，无线路由器将网络数据包通过无线通讯方式传输给外部通讯设备。
通过在测深仪中增加了网络芯片和无线路由器，并利用网络芯片将DSP芯片和无线路由器进行了连接，从而实现了将DSP芯片测量得到的数据通过无线路由器提供的无线通讯方式传输给外部通讯设备（比如主板和显示屏），节省了外部通讯设备与测深仪之间的连接线路，便于测深仪的携带。
可选的，网络芯片设置有RJ45接口，网络一端***至网络芯片的RJ45接口，另一端***至无线路由器的RJ45接口。通过设置网络芯片的RJ45接口，便于利用网线与无线路由器进行网络连接。
可选的，网络芯片的型号为W5200。由于W5200为集成了传输控制协议/因特网互联协议（英文：Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称：TCP/IP）的网络控制器，对软件设计人员水平要求不高，通过SPI接口就可实现网络连接，比较适合DSP芯片来实现TCP/IP协议桟、10/100M以太网MAC和PHY。
可选的，无线路由器的型号为WS331a。
可选的，无线路由器和网络芯片以及DSP芯片被封装在测深仪的壳体内，便于携带。另外，为了便于将无线路由器封装在测深仪的壳体内，可以仅将无线路由器的外壳去掉，将其余的部件封装在测深仪内。
可选的，DSP芯片为TMS320VC5416 定点DSP。
可选的，测深仪还包括用于指示网络芯片的网络工作状态的网络指示灯，该网络指示灯与网络芯片连接。
可选的，网络芯片的IP地址、无线路由器的IP地址以及外部通讯设备的IP地址被配置为同一网段的IP地址。将网络芯片、无线路由器和外部通讯设备的IP地址配置为同一网段的IP地址，以实现同网段内的通信，而不再需要额外的网络中转设备。
可选的，无线通讯方式为采用无线保真Wi-Fi技术进行的通讯方式。
第二方面，提供了一种测深仪数据传输***，该***包括外部通讯设备以及如第一方面以及第一方面各种可选方式中提供的测深仪。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
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。
图1是本发明一个实施例中提供的测深仪数据传输***的结构示意图；
图2是本发明一个实施例中提供的测深仪数据传输***电路的连接示意图。
其中，附图标记如下：
10、外部通讯设备；20、测深仪；21、DSP芯片；22、网络芯片；23、无线路由器；24网络指示灯。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前测深仪要不自带显示屏，体积笨重，要不让探测到的水深数据通过线缆与外部PC平台进行通讯，而与平板等无线通讯设备无法进行通讯，进而造成测深仪不便于携带。针对于此，本申请提供了一种测深仪数据传输***，该***除了包含有外部通讯设备以外，还包括能与该外部通讯设备进行无线通讯的测深仪，该测深仪中除了设置有DSP芯片以及测量需要的电源、发射电路、接收电路和换能器，还增加了网络芯片和无线路由器，以实现测深仪与外部通讯设备之间的无线网络通讯。下面结合图1至图2对测深仪数据传输***以及测深仪进行举例说明。
图1是本发明一个实施例中提供的测深仪数据传输***的结构示意图，该测深仪数据传输***包括外部通讯设备10和测深仪20。
这里的外部通讯设备10一般是指水深测量***中需要与测深仪20传输数据的可进行无线通讯的设备，比如常规的用于存储测深仪存储的声音图像的主板以及用于显示声音图像的待由显示屏的设备，如平板等。
这里的测深仪20具备常规测深仪的常规电路，比如电源电路、发射电路、接收电路、DSP芯片21和换能器，在本申请中还添加了网络芯片22和无线路由器23。由于本申请中仅需要利用网络芯片22将DSP芯片21与无线路由器23连接，因此图1中仅示出了DSP芯片21、网络芯片22和无线路由器23，而未示出测深仪中的电源电路、发射电路、接收电路和换能器等电路。
本申请中将DSP芯片21与网络芯片22进行了电性连接，网络芯片22通过网线连接至无线路由器23，无线路由器23通过无线通讯方式与外部通讯设备10连接。可选的，无线通讯方式为采用无线保真Wi-Fi技术进行的通讯方式。
本申请实施例中的DSP芯片21采用TI 公司的TMS320VC5416 定点DSP ，其内部采用一种改进型的哈佛总线结构，数据总线宽度为16 b ，最大寻址空间为64 K×16 b。分开的数据和指令空间使该芯片具有高度的并行操作能力，在单周期内允许指令和数据同时存取,再加上其高度优化的指令集,使得该芯片具有很高的运算速度，最高可达160 MIPS。DSP芯片21除了用来控制网络芯片22外，它还是整个设备的运算中心，担负着***同步、测深跟踪，控制发射机的功率和脉宽，控制接收增益，采集接收机输出的包络信号并将测深值送出到外部设备。
网络芯片22选用的是W5200，W5200是集成了TCP/IP协议的网络控制器，通过SPI接口就可实现网络连接，比较适合DSP芯片21来实现TCP/IP协议桟、10/100M以太网MAC和PHY。W5200内部有32K的存储器用于通讯数据的存储，通过简单的端口编程，用户可实现以太网通信，而不必要处理复杂的以太网控制。W5200的SPI接口可以支持高达80MHz的时钟。
本申请中， DSP芯片21与网络芯片22之间在通过SPI接口实现连接时可以参见图2所示，其是本发明一个实施例中提供的测深仪20数据传输***电路的连接示意图，DSP芯片21的SPI接口为SPI_CS、SPI_SCLK、SPI_MOSI和SPI_MISO，网络芯片22的SPI接口为/SCS、SCLK、MOSI和MISO，DSP芯片21和网络芯片22之间通过SPI接口互连时， DSP芯片21的接口SPI_CS与网络芯片22的接口/SCS连接，DSP芯片21的接口SPI_SCLK与网络芯片22的接口SCLK连接，DSP芯片21的接口SPI_MOSI与网络芯片22的接口MOSI连接，DSP芯片21的接口SPI_MISO与网络芯片22的接口MISO连接。
另外，DSP芯片21还通过接口/RST提供复位信号，此时DSP芯片21的接口/RST与网络芯片22的接口/RST连接，DSP芯片21的接口/RST与网络芯片22的接口/RST连接，DSP芯片21的接口/INT与网络芯片22的接口/INT连接以实现控制信号的传输。
除此之外，测深仪20还可以设置一与网络芯片22连接的网络指示灯24，以指示网络芯片22的网络工作状态。
无线路由器23的型号可以选为WS331a，其无线参数主要为：无线速率为300Mbps，无限协议为PPPOE/DHCP/UPnP，工作模式为无线路由模式和无限中继模式，信号选择1～13或自动。硬件规格主要为：协议标准为IEEE 802.11b、802.11g、802.11n（2.4GHz）；IEEE802.3、802.3u，接口为1个 10/100M 自适应 LAN/WAN口、1个 Micro USB 电源接口。
为了实现网络芯片22与无线路由器23之间的网络连接，本申请中利用网线将网络芯片22的RJ45接口与无线路由器23的RJ45接口进行连接，也即将一根网线的第一端***至网络芯片22的RJ45接口，该网线的第二端***至无线路由器23的RJ45接口。通过设置网络芯片22的RJ45接口，便于利用网线与无线路由器23进行网络连接。本申请实施例中将WS331a设为无限路由模式。
可选的，无线路由器23和网络芯片22以及DSP芯片21被封装在测深仪20的壳体内，便于携带。另外，为了便于将无线路由器23封装在测深仪20的壳体内，可以仅将无线路由器23的外壳去掉，将其余的部件封装在测深仪20内。
在实际应用中，网络芯片22的IP地址、无线路由器23的IP地址以及外部通讯设备10的IP地址被配置为同一网段的IP地址。这样，通过将网络芯片22、无线路由器23和外部通讯设备10的IP地址配置为同一网段的IP地址，以实现同网段内的通信，而不再需要额外的网络中转设备。
在一种可能的实现方式中，可以通过DSP芯片21设置网络芯片22的IP地址、MAC等，比如将网络芯片22的IP地址设为192.168.2.251。
在对无线路由器23进行设置时，首先给无线路由器23上电，然后在笔记本等通讯设备上寻找相应的无线网络，无线路由器23提供的无线网络的默认名称一般是在无线路由器23背后贴条上显示的出厂名称，找到后点击连接，在浏览器中输入WEB地址，WEB地址一般也可在无线路由器23背后贴条上查到。浏览器输入地址后，会跳出路由器设置界面。在实际操作时，为了便于对测深仪20的识别，可以将无线网络的名称改为测深仪20的型号例如“HY1612”，为了减少繁琐的密码验证操作，可以将该无线路由器23对应的无线网络设为不加密无线网络，点击完成。此时需要重新搜索“HY1612”名称的无线网络，点击连接，然后在浏览器中输入无线路由器23的WEB地址。跳出界面后，在LAN接口设置下的IP地址菜单，将原来的路由器WEB地址例如“192.168.3.1”，改为与网络芯片22同段的IP地址，例如“192.168.2.253”。然后点击保存，此时无线路由器23的功能设置完毕。
设置完成后且测深仪20上电后会有一个WIFI点，假设它的名称为设备型号“HY1612”。此时测深仪20还不能直接和外部通讯设备10（以平板为例）相连，在平板上还需要进行相应的设置。平板首先搜索到WIFI“HY1612”，这时需要将无线网络的IP为192.168.2.XX (注:除了251和253以外的数字，251为网络芯片22的IP地址，253为无线路由器23的IP地址），设置后点击连接，连接后，此时测深仪20和平板可以通过WIFI进行数据传输。通过平板上的软件，根据数据协议，就可以接收测深仪20的测深值，存储并显示，而且可以发送相关命令给测深仪20，用来修改测深仪20的相关参数。
这样，通过上述连接和设置，网络芯片22将DSP芯片21输出的数据封装成网络数据包，并将网络数据包发送给无线路由器23，无线路由器23将网络数据包通过无线通讯方式传输给外部通讯设备10。
综上所述，本申请提供的测深仪数据传输***和测深仪，通过在测深仪中增加了网络芯片和无线路由器，并利用网络芯片将DSP芯片和无线路由器进行了连接，从而实现了将DSP芯片测量得到的数据通过无线路由器提供的无线通讯方式传输给外部通讯设备（比如主板和显示屏），节省了外部通讯设备与测深仪之间的连接线路，实现了测深仪的小型化和便携化，使测深仪更加适合野外测量。
另外，通过成熟的低廉的无线路由器来实现测深仪WIFI功能，省去了研发周期，减少生产过程，同时又能保证了性能稳定。
通过网络模块加无线路由器方式，这样当测深仪需要WIFI功能时，采用该方式。而一般不带WIFI功能的测深仪，则去掉无线路由器，直接用网络模块电路通过网络线与主板或笔记本等相连即可。这样嵌入了网络模块电路的DSP处理板在几种测深仪中都能使用，不需要每种测深仪对应不同的DSP处理板，DSP处理板有了通用性，方便了生产，便于维修。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种基于无线通讯的测深仪，其特征在于，所述测深仪包括无线路由器、DSP芯片和网络芯片，其中所述DSP芯片与所述网络芯片电性连接，所述网络芯片通过网线连接至所述无线路由器，所述无线路由器通过无线通讯方式与外部通讯设备连接；
所述网络芯片将所述DSP芯片输出的数据封装成网络数据包，并将所述网络数据包发送给所述无线路由器，所述无线路由器将所述网络数据包通过无线通讯方式传输给所述外部通讯设备。
2.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述网络芯片设置有RJ45接口，所述网络一端***至所述网络芯片的RJ45接口，另一端***至所述无线路由器的RJ45接口。
3.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述网络芯片的型号为W5200。
4.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述无线路由器的型号为WS331a。
5.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述无线路由器和所述网络芯片以及所述DSP芯片被封装在所述测深仪的壳体内。
6.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述DSP芯片为TMS320VC5416 定点DSP。
7.根据权利要求1所述的测深仪，其特征在于，所述测深仪还包括用于指示网络芯片的网络工作状态的网络指示灯，所述网络指示灯与所述网络芯片连接。
8.根据权利要求1至7中任一所述的测深仪，其特征在于，所述网络芯片的IP地址、所述无线路由器的IP地址以及所述外部通讯设备的IP地址被配置为同一网段的IP地址。
9.根据权利要求1至7中任一所述的测深仪，其特征在于，所述无线通讯方式为采用无线保真Wi-Fi技术进行的通讯方式。
10.一种测深仪数据传输***，其特征在于，所述***包括外部通讯设备以及如权利要求1至9中任一所述的测深仪。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180622 |