一种多元超远程ADCP数据传输电台的制作方法

    技术2024-11-10  9


    本发明涉及水文测验,具体涉及一种多元超远程adcp数据传输电台。


    背景技术:

    1、adcp(acoustic doppler current profilers,声学多普勒流速仪)是一种利用声学多普勒原理测量水流速度的仪器。它通过向水中发射声波脉冲,并接收这些脉冲在水中的散射体(如浮游生物、泥沙等)反射回来的回声信号,来测量水流的速度和方向。

    2、adcp作为水文测验的主要设备之一,在水文测验中起到了非常重要的作用,目前大多数adcp设备的数据通信采用的是蓝牙电台或传统数据电台,蓝牙和传统数据电台作为早期的主要通信手段,尽管为实时数据采集提供了初步的解决方案,但它们在实际应用中暴露出一系列局限性,严重制约了水文测报的效率和精度。

    3、蓝牙技术以其便捷性和易用性在小范围通信中占据一席之地,但由于其通信距离通常不超过100米,这使得它难以适应大范围水体监测的需求。此外,蓝牙的带宽相对较小,数据传输速率受到限制,对于adcp产生的大量高密度数据来说,传输效率低下。

    4、传统数据电台,如基于无线电频率的传输方式,虽然通信距离较蓝牙有所提升,但依然受限于无线电波的传播特性,其实际可用距离通常在几千米之内。在一些偏远或地形复杂地区,信号可能会受到地形遮挡或衰减,导致数据传输不稳定,甚至中断。此外,这些电台的功耗较高,对于野外长期部署的设备来说,电池续航能力成为一大挑战。

    5、随着水文测验水平的提高和水文自动化测报中心的完善,这些数据传输电台已经难以满足要求了。为此,找到一种不受距离限制,能够将测验数据实时上报的数据传输电台就显得尤为重要了。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种多元超远程adcp数据传输电台,以解决背景技术中所提出的问题。

    2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

    3、一种多元超远程adcp数据传输电台,包括单片机系统、数据采集模块、混合传输模块和网络切换模块,所述数据采集模块与adcp设备连接,实时接收并解析数据,数据经过压缩处理后通过所述混合传输模块进行发送;

    4、所述混合传输模块包括4g电台和wifi电台,所述单片机系统可实时检测4g信号和wifi信号的强度和稳定性,并通过信号强度比较算法评估当前可用网络的质量,当单片机系统检测到4g信号强度高于预设阈值时,所述混合传输模块优先使用4g电台进行数据传输;当单片机系统检测到4g信号强度低于预设阈值时,所述网络切换模块将会把所述混合传输模块的4g电台切换至wifi电台进行数据传输。

    5、作为多元超远程adcp数据传输电台的一种优选方案,所述单片机系统实时检测4g信号强度,当4g信号强度下降到警戒值时,所述混合传输模块将会预先启动wifi电台,做好切换准备。

    6、作为多元超远程adcp数据传输电台的一种优选方案,所述4g电台和wifi电台的切换过程中,所述单片机系统将会进行数据缓冲,避免在切换过程中出现数据丢失。

    7、作为多元超远程adcp数据传输电台的一种优选方案,所述wifi电台设置有独立工作模式,当单片机系统检测到4g信号长时间不可用时,所述wifi电台将会通过扩频技术或增加天线增益来增强wifi信号的穿透力和覆盖范围,以保证数据的稳定传输。

    8、作为多元超远程adcp数据传输电台的一种优选方案,所述4g电台采用mimo和ofdm技术,通过低延迟的通信协议进行快速传输,将数据直接上传到云端服务器,实现远程数据采集。

    9、作为多元超远程adcp数据传输电台的一种优选方案,所述单片机系统可以收集不同环境下的网络性能数据,并通过机器学习算法及时调整其信号强度阈值和切换策略,以适应各种复杂环境和可能的干扰因素。

    10、本发明的有益效果:

    11、本发明采用了4g和wifi网络融合技术,将4g电台的高速、稳定和无距离限制特性与wifi电台的本地传输优势相结合,通过单片机系统的实时监控和智能决策,结合先进的网络管理和数据处理技术,实现了4g和wifi网络之间的无缝切换,显著提升了数据采集的实时性、可靠性和适应性,确保在任何信号环境下都能实现adcp数据的无缝、高效采集和传输,为现代水文测验的实时性和可靠性提供了坚实的技术保障。



    技术特征:

    1.一种多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,包括单片机系统(1)、数据采集模块(2)、混合传输模块(3)和网络切换模块(4),所述数据采集模块(2)与adcp设备连接,实时接收并解析数据,数据经过压缩处理后通过所述混合传输模块(3)进行发送;

    2.根据权利要求1所述的多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,所述单片机系统(1)实时检测4g信号强度,当4g信号强度下降到警戒值时,所述混合传输模块(3)将会预先启动wifi电台,做好切换准备。

    3.根据权利要求1所述的多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,所述4g电台和wifi电台的切换过程中,所述单片机系统(1)将会进行数据缓冲,避免在切换过程中出现数据丢失。

    4.根据权利要求1所述的多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,所述wifi电台设置有独立工作模式,当单片机系统(1)检测到4g信号长时间不可用时,所述wifi电台将会通过扩频技术或增加天线增益来增强wifi信号的穿透力和覆盖范围,以保证数据的稳定传输。

    5.根据权利要求1所述的多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,所述4g电台采用mimo和ofdm技术,通过低延迟的通信协议进行快速传输,将数据直接上传到云端服务器,实现远程数据采集。

    6.根据权利要求1所述的多元超远程adcp数据传输电台,其特征在于,所述单片机系统(1)可以收集不同环境下的网络性能数据,并通过机器学习算法及时调整其信号强度阈值和切换策略,以适应各种复杂环境和可能的干扰因素。


    技术总结
    本发明公开了一种多元超远程ADCP数据传输电台,包括单片机系统、数据采集模块、混合传输模块和网络切换模块,数据采集模块与ADCP设备连接,实时接收并解析数据;混合传输模块包括4G电台和WiFi电台,单片机系统负责检测信号强度,当4G信号强度高于预设阈值时,优先使用4G电台进行数据传输;当4G信号强度低于预设阈值时,网络切换模块将会把4G电台切换至WiFi电台进行数据传输。本发明将4G电台的高速、稳定和无距离限制特性与WiFi电台的本地传输优势相结合,通过单片机系统的实时监控和智能决策,实现了4G和WiFi网络之间的无缝切换,显著提升了数据采集可靠性,为现代水文测验提供了坚实的技术保障。

    技术研发人员:吴超群,吴瑞钦,肖子平,柳林
    受保护的技术使用者:广东省水文局湛江水文分局
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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