本發(fā)明涉及一種智能追蹤海底聲源裝置，屬于智能控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)領(lǐng)土遼闊，環(huán)海面積較大，海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)面積較多。在我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)域中海況復(fù)雜，暗礁和洋流眾多。近些年來(lái)，一些外國(guó)組織通過(guò)水下裝置竊取我國(guó)部分軍事情報(bào)，偷盜海洋資源，對(duì)我國(guó)的海洋資源造成破壞和國(guó)家安全造成威脅。這種破壞的行為時(shí)常發(fā)生在淺水經(jīng)濟(jì)區(qū)或暗礁眾多的復(fù)雜海況區(qū)域，是海警執(zhí)法的盲區(qū)。對(duì)于以上問(wèn)題要考慮到對(duì)于異常海底聲波源精確定位和信息實(shí)時(shí)上傳等問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題需要考慮建立智能追蹤海底聲源裝置對(duì)聲波源追蹤時(shí)的構(gòu)成及連接問(wèn)題等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能追蹤海底聲源裝置，以用于解決智能追蹤海底聲源裝置對(duì)聲波源追蹤時(shí)的構(gòu)成及連接問(wèn)題等。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能追蹤海底聲源裝置，包括右機(jī)翼1、單片機(jī)控制模塊2、機(jī)身3、支架4、信號(hào)發(fā)射電路5、聲波接收電路6、左機(jī)翼7、水倉(cāng)8、電源9、螺旋槳10、智能閥門(mén)控制電路11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12和追蹤定位電路13；

所述右機(jī)翼1和左機(jī)翼7固定在機(jī)身3的兩側(cè)，單片機(jī)控制模塊2分別連接信號(hào)發(fā)射電路5、聲波接收電路6、電源9、智能閥門(mén)控制電路11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12和追蹤定位電路13，信號(hào)發(fā)射電路5通過(guò)支架4固定在機(jī)身3上，電源9用于供電，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12連接螺旋槳10，智能閥門(mén)控制電路11嵌入在水倉(cāng)8處；通過(guò)聲波接收器6接收來(lái)自海底聲波信號(hào)，將接收到的信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)控制模塊2，單片機(jī)控制模塊2將接收到的信號(hào)發(fā)送給追蹤定位電路13進(jìn)行位置追蹤，追蹤定位電路13將得到的水下聲波源的位置信息通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送給信號(hào)發(fā)射電路5、通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12控制螺旋槳10調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11控制閥門(mén)開(kāi)啟或者關(guān)閉水倉(cāng)8。

所述追蹤定位電路13包括電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6、開(kāi)關(guān)k1、開(kāi)關(guān)k2、電容c1、電容c2、單片機(jī)??；其中電阻r1、電阻r2的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.0接口，電阻r1的另一端連接電容c2、開(kāi)關(guān)k2的一端，電阻r2的另一端連接開(kāi)關(guān)k1的一端，電阻r3的一端連接電容c1的一端，電阻r3的另一端與電容c2的另一端連接并接地，電容c1的另一端連接開(kāi)關(guān)k1的一端，開(kāi)關(guān)k1的另一端連接電阻r4、電阻r6的一端，開(kāi)關(guān)k2的另一端連接電阻r5的一端，電阻r4、電阻r5、電阻r6的另一端連接單片機(jī)ⅰ，單片機(jī)ⅰ與單片機(jī)控制模塊2的p1.1接口連接。

所述聲波接收電路6包括電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、電容c3、電容c4、電容c5、電容c6、電容c7、放大器ops1；其中電阻r7的一端連接放大器ops1的同相輸入端，電阻r7的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.2接口，電容c3的一端連接放大器ops1的反相輸入端，電容c3的另一端連接電阻r8、電容c7的一端，放大器ops1的輸出端連接電阻r11的一端、單片機(jī)控制模塊2的p1.3接口，電阻r11的另一端連接電容c6、電容c4的一端，電容c6的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.3接口，電容c4的另一端連接電阻r10、電容c5、電阻r9的一端，電容c5的另一端接地，電阻r9的另一端連接電阻r8的另一端，電阻r10的另一端連接電容c7的另一端。

所述信號(hào)發(fā)射電路5包括電阻r12、電阻r13、電阻r14、電阻r15、電阻r27、電阻r28、電阻r29、放大器ops2、二極管dt2、電容c10、電容c11、電容c12、電容c13、電容c14；其中電阻r27、電阻r28的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電阻r27、電阻r28的另一端連接電容c10、電阻r29的一端，電阻r29的另一端連接電阻r12、電阻r13的一端，電阻r12的另一端連接放大器ops2的反相輸入端，電容c10的另一端連接放大器ops2的同相輸入端、電阻r15的一端，電阻r15的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電容c11的一端連接電阻r14的一端，電容c11的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電容c12的一端連接電阻r14的另一端、放大器ops2的輸出端、電容c13的一端，電容c12的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，二極管dt2的另一端連接電容c13的另一端、電容c14的一端，電容c14的另一端連接電阻r13的另一端、單片機(jī)控制模塊2的p1.5接口。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12包括電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、單片機(jī)ⅱ、電動(dòng)機(jī)df、放大器ops3、電容c15、電容c16；其中電阻r16的一端連接放大器ops3的同相輸入端，電阻r16的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.6接口，電阻r17的一端連接放大器ops3的反相輸入端，電阻r17的另一端連接電阻r18的一端、單片機(jī)控制模2的p1.7接口，電阻r18的另一端連接放大器ops3的輸出端、電阻r19的一端、單片機(jī)ⅱ，電阻r19的另一端連接單片機(jī)ⅱ、電阻r20的一端，電阻r20的另一端連接單片機(jī)ⅱ、電容c15的一端，電容c15的另一端連接電容c16的一端后共同連接電動(dòng)機(jī)df的一端，電容c16的另一端連接單片機(jī)ⅱ，電動(dòng)機(jī)df另一端連接電阻r21的一端，電阻r21的另一端連接單片機(jī)ⅱ。

所述智能閥門(mén)控制電路11包括電阻r22、電阻r23、電阻r24、電阻r25、電阻r26、電容c8、電容c9、單片機(jī)ⅲ、雙頭開(kāi)關(guān)kk；其中電阻r26的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p2.1接口，電阻r26的另一端連接在雙投開(kāi)關(guān)kk上，雙頭開(kāi)關(guān)kk的一端連接電阻r22的一端、單片機(jī)ⅲ，雙頭開(kāi)關(guān)kk另一端連接單片機(jī)ⅲ、電容c8的一端、電容c9的一端，電阻r22的另一端連接片機(jī)ⅲ、單片機(jī)控制模塊2的p2.2接口，電容c8的另一端連接單片機(jī)ⅲ，電容c9的另一端連接電阻r24的一端、單片機(jī)ⅲ，電阻r24的另一端連接單片機(jī)ⅲ、電阻r25的一端，電阻r25的另一端連接電阻r23的一端，電阻r23的另一端連接單片機(jī)ⅲ、單片機(jī)控制模塊2的p2.2接口。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)該裝置結(jié)構(gòu)可以有效地用于聲波源追蹤。具體體現(xiàn)為：針對(duì)于海底異常聲波進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，定位聲波源位置，對(duì)于聲波源的信息發(fā)送到指定的位置，方便海警執(zhí)法，節(jié)省時(shí)間和人力，同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的追蹤定位電路圖；

圖3為本發(fā)明的聲波接收電路圖；

圖4為本發(fā)明的信號(hào)發(fā)射電路圖；

圖5為本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路圖；

圖6為本發(fā)明的智能閥門(mén)控制電路圖；

圖7為本發(fā)明的單片機(jī)控制模塊圖；

圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)為：1-右機(jī)翼、2-單片機(jī)控制模塊、3-機(jī)身、4-支架、5-信號(hào)發(fā)射電路、6-聲波接收電路、7-左機(jī)翼、8-水倉(cāng)、9-電源、10-螺旋槳、11-智能閥門(mén)控制電路、12-發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路、13-追蹤定位電路。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：如圖1-7所示，一種智能追蹤海底聲源裝置，包括右機(jī)翼1、單片機(jī)控制模塊2、機(jī)身3、支架4、信號(hào)發(fā)射電路5、聲波接收電路6、左機(jī)翼7、水倉(cāng)8、電源9、螺旋槳10、智能閥門(mén)控制電路11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12和追蹤定位電路13；

所述右機(jī)翼1和左機(jī)翼7固定在機(jī)身3的兩側(cè)，單片機(jī)控制模塊2分別連接信號(hào)發(fā)射電路5、聲波接收電路6、電源9、智能閥門(mén)控制電路11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12和追蹤定位電路13，信號(hào)發(fā)射電路5通過(guò)支架4固定在機(jī)身3上，電源9用于供電，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12連接螺旋槳10，智能閥門(mén)控制電路11嵌入在水倉(cāng)8處；通過(guò)聲波接收器6接收來(lái)自海底聲波信號(hào)，將接收到的信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)控制模塊2，單片機(jī)控制模塊2將接收到的信號(hào)發(fā)送給追蹤定位電路13進(jìn)行位置追蹤，追蹤定位電路13將得到的水下聲波源的位置信息通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送給信號(hào)發(fā)射電路5、通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12控制螺旋槳10調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、通過(guò)單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11控制閥門(mén)開(kāi)啟或者關(guān)閉水倉(cāng)8。

所述追蹤定位電路13可以為：包括電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電阻r6、開(kāi)關(guān)k1、開(kāi)關(guān)k2、電容c1、電容c2、單片機(jī)??；其中電阻r1、電阻r2的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.0接口，電阻r1的另一端連接電容c2、開(kāi)關(guān)k2的一端，電阻r2的另一端連接開(kāi)關(guān)k1的一端，電阻r3的一端連接電容c1的一端，電阻r3的另一端與電容c2的另一端連接并接地，電容c1的另一端連接開(kāi)關(guān)k1的一端，開(kāi)關(guān)k1的另一端連接電阻r4、電阻r6的一端，開(kāi)關(guān)k2的另一端連接電阻r5的一端，電阻r4、電阻r5、電阻r6的另一端連接單片機(jī)ⅰ，單片機(jī)ⅰ與單片機(jī)控制模塊2的p1.1接口連接。

所述聲波接收電路6可以為：包括電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、電容c3、電容c4、電容c5、電容c6、電容c7、放大器ops1；其中電阻r7的一端連接放大器ops1的同相輸入端，電阻r7的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.2接口，電容c3的一端連接放大器ops1的反相輸入端，電容c3的另一端連接電阻r8、電容c7的一端，放大器ops1的輸出端連接電阻r11的一端、單片機(jī)控制模塊2的p1.3接口，電阻r11的另一端連接電容c6、電容c4的一端，電容c6的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.3接口，電容c4的另一端連接電阻r10、電容c5、電阻r9的一端，電容c5的另一端接地，電阻r9的另一端連接電阻r8的另一端，電阻r10的另一端連接電容c7的另一端。

所述信號(hào)發(fā)射電路5可以為：包括電阻r12、電阻r13、電阻r14、電阻r15、電阻r27、電阻r28、電阻r29、放大器ops2、二極管dt2、電容c10、電容c11、電容c12、電容c13、電容c14；其中電阻r27、電阻r28的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電阻r27、電阻r28的另一端連接電容c10、電阻r29的一端，電阻r29的另一端連接電阻r12、電阻r13的一端，電阻r12的另一端連接放大器ops2的反相輸入端，電容c10的另一端連接放大器ops2的同相輸入端、電阻r15的一端，電阻r15的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電容c11的一端連接電阻r14的一端，電容c11的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，電容c12的一端連接電阻r14的另一端、放大器ops2的輸出端、電容c13的一端，電容c12的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.4接口、二極管dt2的一端，二極管dt2的另一端連接電容c13的另一端、電容c14的一端，電容c14的另一端連接電阻r13的另一端、單片機(jī)控制模塊2的p1.5接口。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12可以為：包括電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、單片機(jī)ⅱ、電動(dòng)機(jī)df、放大器ops3、電容c15、電容c16；其中電阻r16的一端連接放大器ops3的同相輸入端，電阻r16的另一端連接單片機(jī)控制模塊2的p1.6接口，電阻r17的一端連接放大器ops3的反相輸入端，電阻r17的另一端連接電阻r18的一端、單片機(jī)控制模2的p1.7接口，電阻r18的另一端連接放大器ops3的輸出端、電阻r19的一端、單片機(jī)ⅱ，電阻r19的另一端連接單片機(jī)ⅱ、電阻r20的一端，電阻r20的另一端連接單片機(jī)ⅱ、電容c15的一端，電容c15的另一端連接電容c16的一端后共同連接電動(dòng)機(jī)df的一端，電容c16的另一端連接單片機(jī)ⅱ，電動(dòng)機(jī)df另一端連接電阻r21的一端，電阻r21的另一端連接單片機(jī)ⅱ。

所述智能閥門(mén)控制電路11可以為：包括電阻r22、電阻r23、電阻r24、電阻r25、電阻r26、電容c8、電容c9、單片機(jī)ⅲ、雙頭開(kāi)關(guān)kk；其中電阻r26的一端連接單片機(jī)控制模塊2的p2.1接口，電阻r26的另一端連接在雙投開(kāi)關(guān)kk上，雙頭開(kāi)關(guān)kk的一端連接電阻r22的一端、單片機(jī)ⅲ，雙頭開(kāi)關(guān)kk另一端連接單片機(jī)ⅲ、電容c8的一端、電容c9的一端，電阻r22的另一端連接片機(jī)ⅲ、單片機(jī)控制模塊2的p2.2接口，電容c8的另一端連接單片機(jī)ⅲ，電容c9的另一端連接電阻r24的一端、單片機(jī)ⅲ，電阻r24的另一端連接單片機(jī)ⅲ、電阻r25的一端，電阻r25的另一端連接電阻r23的一端，電阻r23的另一端連接單片機(jī)ⅲ、單片機(jī)控制模塊2的p2.2接口。

本發(fā)明的工作原理是：

該裝置在海底之中前行時(shí)，聲波接收電路6對(duì)于海底的聲波進(jìn)行收集。收集到的聲波信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)控制模塊2處。單片機(jī)控制模塊2接收到聲波接收電路6發(fā)送來(lái)的信號(hào)，將該聲波信號(hào)發(fā)送到追蹤定位電路13處。當(dāng)聲波信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)ⅰ的p0.1接口時(shí)候，單片機(jī)ⅰ燒入的輔助程序?qū)τ诮邮盏穆暡ㄐ盘?hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得水下聲波源的位置信息（追蹤定位電路13對(duì)于海底收集到的聲波通過(guò)聚類(lèi)算法進(jìn)行過(guò)濾處理，對(duì)于常見(jiàn)的普通聲波進(jìn)行過(guò)濾刪除，保留異常聲波。根據(jù)聲波的強(qiáng)弱和收集聲波的密集度對(duì)于聲波源方向進(jìn)行判斷。根據(jù)水下聲波的傳播速度和聲波接收的時(shí)間差計(jì)算出聲波源到該裝置的水下距離。根據(jù)當(dāng)前該裝置在水下的地理位置信息和該裝置與聲波源的位置以及聲波源的方向判定聲波源的地理位置坐標(biāo)。）。

追蹤定位電路13對(duì)于計(jì)算出來(lái)的信息發(fā)送信號(hào)到單片機(jī)控制模塊2處。單片機(jī)控制模塊2接收到追蹤定位電路13發(fā)送的信號(hào)后，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到信號(hào)發(fā)射電路5處，信號(hào)發(fā)射電路5接收到信號(hào)后，發(fā)送信號(hào)到路基基站中，陸地上指定裝置通過(guò)基站接收該裝置發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)收集的異常聲波較弱時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12，通過(guò)放大器ops3對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)到達(dá)單片機(jī)ⅱ處。單片機(jī)ⅱ接收到單片機(jī)控制模塊2的信號(hào)后，對(duì)到信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)出處理后的加速信號(hào)電動(dòng)機(jī)df處，加快螺旋槳10的轉(zhuǎn)速，加快該裝置在海底的速度。當(dāng)收集的異常聲波較強(qiáng)時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到發(fā)動(dòng)機(jī)控制電路12，通過(guò)放大器ops3對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)到達(dá)單片機(jī)ⅱ處，單片機(jī)ⅱ接收到單片機(jī)控制模塊2的信號(hào)后，對(duì)到信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)出處理后的減速信號(hào)電動(dòng)機(jī)df處，減慢螺旋槳10的轉(zhuǎn)速，減慢該裝置在海底的速度。

當(dāng)該裝置在海底進(jìn)行下沉操作時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11處，智能閥門(mén)控制模塊11接收到單片機(jī)控制模塊2發(fā)送的信號(hào)后，單片機(jī)ⅲ的p0.5接口進(jìn)入。單片機(jī)ⅲ對(duì)于接收的信號(hào)進(jìn)行處理，使得雙頭開(kāi)關(guān)kk與單片機(jī)ⅲ的p0.1相連接，打開(kāi)閥門(mén)對(duì)水倉(cāng)8進(jìn)行進(jìn)水操作。當(dāng)該裝置下沉到指定的深度時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11處，單片機(jī)ⅲ對(duì)于接收的信號(hào)進(jìn)行處理，使得雙頭開(kāi)關(guān)kk與單片機(jī)ⅲ的p0.7相連接，關(guān)閉閥門(mén)操作。當(dāng)該裝置在海底進(jìn)行上浮操作時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11處，智能閥門(mén)控制模塊11接收到單片機(jī)控制模塊2發(fā)送的信號(hào)后，單片機(jī)ⅲ的p0.5接口進(jìn)入。單片機(jī)ⅲ對(duì)于接收的信號(hào)進(jìn)行處理，使得雙頭開(kāi)關(guān)kk與單片機(jī)ⅲ的p0.1相連接，打開(kāi)閥門(mén)對(duì)水倉(cāng)8進(jìn)行排水操作。當(dāng)該裝置上浮到指定的高度時(shí)，單片機(jī)控制模塊2發(fā)送信號(hào)到智能閥門(mén)控制模塊11處，單片機(jī)ⅲ對(duì)于接收的信號(hào)進(jìn)行處理，使得雙頭開(kāi)關(guān)kk與單片機(jī)ⅲ的p0.7相連接，關(guān)閉閥門(mén)操作。

其中，單片機(jī)ⅰ、單片機(jī)ⅱ、單片機(jī)ⅲ均可為8052單片機(jī)。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。