通信与网络中的基于通信与网络中的基于TCP/IP的浮标网络通信系统设计的浮标网络通信系统设计
引言 水声信道匹配基础研究是建立在水声学、海洋物理声学以及现代信号处理技术基础上的新兴研究领
域。为满足研究需要而构建的局部海域水声信道测量平台(图 1),能够实现环境信息和信道参量的系统采集和
实时传递,对信道宽容匹配方法的可行性进行检验。 浮标系统以它的灵活、高效、自身干扰小等特点,在
水声信道研究中发挥着其它设备不可替代的作用。现有的浮标系统大多采用直接序列扩频电台直接进行水面通
讯,这种方式往往不使用网络协议或使用自定义的网络协议。而采用无线网桥进行水面通讯,以TCP/IP作为网
络协议,将大大增强浮标系统网络化。同时由于TCP/IP协议是目前最为成熟的网络协议之一,浮标网络的稳定
性
引言
水声信道匹配基础研究是建立在水声学、海洋物理声学以及现代信号处理技术基础上的新兴研究领域。为满足研究需要而
构建的局部海域水声信道测量平台(图 1),能够实现环境信息和信道参量的系统采集和实时传递,对信道宽容匹配方法的可
行性进行检验。
浮标系统以它的灵活、高效、自身干扰小等特点,在水声信道研究中发挥着其它设备不可替代的作用。现有的浮标系统大
多采用直接序列扩频电台直接进行水面通讯,这种方式往往不使用网络协议或使用自定义的网络协议。而采用无线网桥进行水
面通讯,以TCP/IP作为网络协议,将大大增强浮标系统网络化。同时由于TCP/IP协议是目前最为成熟的网络协议之一,浮标
网络的稳定性、可扩展性都得以提高,甚至通过互联网直接控制浮标系统也成为可能。因此,本文基于TCP/IP网络协议设计
并实现了浮标网络通信系统。
1、浮标网络通讯系统设计
1.1 基于TCP/IP网络协议的浮标通讯系统
水声信道匹配基础研究所使用的浮标具有水下传感器单元、信号处理单元及水面通讯单元。其中水面通讯单元负责浮标与
岸基控制站、测量船及其它浮标的信息交换,要求具备网络通讯功能。
浮标网络通讯系统由无线网桥、TCP/IP协议控制单元及微控制器(MCU)组成,如图 2所示。无线网桥采用较为成熟网桥产
品,如BreezeNET无线网桥,其功能是通过无线网路传输TCP/IP数据包。MCU负责对TCP/IP协议栈的进行设置,并写入待发
数据及读出接收数据。
TCP/IP协议栈的实现是浮标网络通讯系统的核心部分。其实现方式可以采用软件实现,但该方法一般要求处理速度较高
的MCU,而且占用大量代码空间,同时编程需要对整个TCP/IP 协议的机制和细节十分熟悉,开发难度大。而硬件实现方式则