海洋XSV声速仪通信系统：STM32F407驱动的高效解调设计

本文介绍了海洋投弃式声速仪(XSV)的通信系统设计，该系统采用了2DPSK信号作为传输信号，利用单根双股漆包线作为通信信道。设计中，高压偏置电路、放大滤波电路以及软件解调算法被用于解调部分。系统基于STM32F407微处理器，利用其高主频在芯片内部实现数据解调和上传，简化了硬件电路。实验验证了该通信系统的可行性和可靠性，能够满足复杂海洋环境下的通信需求。 0 引言 随着海洋探测技术的发展，海洋声速的测量变得至关重要。海洋声速的测量通常包括环鸣法和CTD法，而抛弃式声速仪(XSV)用于测量声速随深度变化的情况，确保与水面控制设备的通信成为关键。水下通信可分无线和有线，有线通信在长距离和通信质量上有优势，因此XSV选择采用有线通信，以漆包线作为传输媒介，同时兼顾通信和设备下落距离的监测。 1 系统的总体构成及原理 系统由三部分组成：水下测量系统、水上数据解调系统和上位机显示系统。水下测量系统包含测量探头和电路，用于声速测量，并通过漆包线将数据传送给水上解调系统。解调系统采用差分式传输结构，提高抗干扰能力。STM32F407微处理器的使用，使得解调和数据上传过程集成在单一芯片上，降低了系统复杂性。 2DPSK通信技术 2DPSK(双载波差分移相键控)是一种数字调制技术，它通过对两个正交载波进行相位调制来表示二进制数据。在本设计中，2DPSK信号用于编码数据并经由漆包线传输。由于2DPSK具有良好的抗噪声性能和较高的数据传输速率，因此适合于海洋环境中的通信应用。 高压偏置电路与放大滤波电路 为了有效解调从水下传来的2DPSK信号，设计了高压偏置电路，为接收端提供稳定的电压基准。随后，放大滤波电路用于增强信号强度并去除噪声，确保信号的准确解调。 软件解调算法 鉴于未使用专门的解调芯片，解调过程由STM32F407的软件实现。这需要设计合适的算法来解析接收到的2DPSK信号，恢复出原始数据。可能的算法包括滑窗检测、匹配滤波器或基于数字信号处理的解调方法。 系统测试与性能评估 通过实验，系统解调的数据经过分析，验证了设计的可行性。测试结果显示，该通信系统在复杂海洋环境下能保持良好的通信质量和可靠性，满足实际工程应用的需求。 结论 本文提出了一种创新的海洋投弃式声速仪通信系统设计，利用STM32F407微处理器实现软件解调，简化硬件结构。系统的有效性、可靠性和适应性在实际测试中得到了证实，为海洋声速测量提供了高效、可靠的通信解决方案。