具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，本发明的控制方法涉及的水声modem包括控制模块、计算模块、功率放大器、阻抗匹配电路、前路放大器、外部模数转换器和换能器，其中，换能器、前路放大器、外部模数转换器、计算模块依次连接，计算模块、功率放大器、阻抗匹配电路、换能器依次连接。计算模块还与控制模块通过串口连接。

正常开机后，水声modem将首先开启各硬件电源，进行各功能配置以及开机自检，运算模块开机后会向控制模块发送开机信号，控制模块收到开机信号后，确定各部分开机配置正常，则进入接收模式开始工作，并且为了减少功耗，关闭功放。

接收模式是水声modem的常态模式，即正常工作情况下，水声modem通过换能器实时侦听水声信号，水声信号依次经过前路放大器、外部模数转换器后，由计算模块检测其波形的到达，并对波形进行同步校验；此时，水声modem即为接收模式，功率放大器处于关闭状态，前路放大器、外部模数转换器和计算模块均处于打开状态。

当计算模块对水声信号的波形校验成功后，计算模块将接收到的水声信号解调为数字信号，并将解调后的数据转发至控制模块，控制模块解析帧头、数据包，并将执行指令或将数据上传，可以是上传给外部的上位机或水下无人潜器等其他控制终端。

当上位机需要通过水声modem向其他节点发送信息时，所述水声modem根据上位机的指令切换为发送模式，即打开功率放大器、关闭前路放大器；外部模数转换器和计算模块仍处于打开状态。控制模块将接收到的上位机发来的信息进行分类，如按照文本、文件、波形进行分类，并进行不同的预切块和打包处理，并且根据水声环境选择合适的调制方式，通过串口把数据发送给计算模块，计算模块通过I2S协议将调制后的数字波形输出至功率放大器，然后再经过阻抗匹配电路，最后通过换能器将数据发送出去；且数据发送完成后水声modem自动切换回接收模式。

水声modem每执行一次发送或接收操作，控制核中的定时器就重新计时；当定时器超过设定的时间未执行信号发送或接收，则水声modem自动进入休眠模式，在休眠时水声modem的绝大部分硬件都关闭，如关闭外部外部模数转换器和计算模块，控制模块也切换入自身的睡眠模式此时，控制模块的Cortex内核休眠，与上位机通信串口继续工作，通过直接存储器访问(direct memory access，DMA)实现控制核内的数据读取；控制模块的片内ADC采集频率通过配置寄存器设置为66.67kHz。同时设置定时器每50ms触发一次中断，控制模块中的计算单元在中断唤醒后对采样序列进行快速傅里叶变换(fastFourier transform，FFT)，检测特定频率组合的幅值，若超过阈值则判定唤醒。唤醒后控制单元进入自身的工作模式，同时水声modem也切换入接收模式。

另外，当水声modem长时间没有工作的需要时，上位机控制水声modem进入休眠模式，即将控制模块切换入自身的睡眠模式，其他模块均关闭。

本发明的水声modem的各个模式下的主要元件的开关情况如表1所示。水声modem在各个工作模式下的功耗数据如表2所示。

表1水声modem的各个模式下的主要元件的开关情况

表2水声modem的各个模式下的功耗数据

通过表2可知，通过改变传统的水声modem的发送、接收的工作模式，并引入休眠模式和冬眠模式，大大降低了水声modem的功耗，并且在降低功耗的情况下依旧能够快速进入工作状态，适用于水下通信网络、水下物联网等应用场景。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。