一种符合IEEE1451.4协议的声矢量传感器智能化方法

　　0　引言

　　三维声矢量传感器是一种新概念传感器,它由声压传感器和振速传感器复合而成,能够同时测量空间一点的声压和三维振速信息[1],通过互谱运算可以取得被测目标声强的投影,因此使用矢量传感器能够特别方便地获得目标的方位信息。声纳阵列通常由几十只甚至上百只传感器构成,在采用了矢量传感器的大型声纳阵中,传感器的输出信号数量增加了3倍,而每只传感器的性能参数各不相同,如何根据不同传感器的不同参数对系统进行快速而准确的校正是一个重要问题。例如,在国防领域中,通常要求最小平均维修时间(MTTR,MeanTime toRepair)为0·5 h,若在某个或某些传感器损坏的情况下,如果仅仅根据纸质手册或计算机中的电子文档来查找修要维修的传感器参数进而进行系统维修和校正,此工作在MTTR规定时限内完成是不现实的。

　　TEDS,全名为Transducer Electronic Data Sheet,名称是“传感器电子数据手册”[2],是智能传感器设计标准IEEE1451. 4的一个分支[3],其含义是在传感器内部植入可编程记忆体,用以记录传感器的相关资料。它是专门为实现传感器网络化而制定的[4]。应用TEDS技术的传感器,其参数性能存储于传感器内部,不仅可以大大降低因手写带来的错误,并且可以节省线路检查和安装时间,而且采用TEDS技术传感器符合ISO9001和QS9000规定,具有良好的通用性[5]。因此,文中结合TEDS技术与矢量水听器技术,提出一种使矢量水听器智能化,进而提高矢量水听器声纳系统可靠性、降低系统维修时间的解决方案。

　　1　IEEE1451智能传感器标准与TEDS的实现

　　采用TEDS技术的传感器必须有符合智能传感器标准的接口和结构,否则便失去了与其他标准设备接口的能力。目前的智能传感器基本上都采用IEEE1451标准中的某个分支协议。IEEE 1451标准包括相继出台的IEEE 1451. 1~IEEE 1451. 4标准,和处于提议阶段的IEEE 1451. 5、IEEE 1451. 6。这些标准是各自针对特定应用领域制定的标准[6]。其中, IEEE1451. 1为网络应用处理器信息模式;定义了网络独立的信息模型,使传感器接口与NCAP相连。IEEE 1451·2为智能传感器、微处理器通信协议和智能传感器电子数据单TEDS格式;该标准规定了一个连接传感器到微处理器的数字接口,描述了电子数据表格TEDS及其数据格式,提供了一个连接STIM和NCAP的10线标准接口TII. IEEE1451. 3为分布式多点智能传感器的TEDS格式和数字通信;适用于以多点设置的方式连接多个分散的传感器。IEEE 1451. 4为混合型通信协议和变送器TEDS格式;该标准主要致力于基于已存在的模拟量传感器连接方法,提出一个混合型信息格式和通信协议标准,它同时也为具有智能特点的模拟量变送器接口到合法的系统指定了TEDS格式。