本技术涉及通信，特别是涉及一种水下声波数据通信系统。
背景技术：
1、水下机器人与水面控制系统的通信连接由于海水水上通信困难如：电磁波在水中的衰减很快，穿透能力较强的超长波也仅能穿透水面约100米左右；光波在水中受吸收和散射影响，只能进行短距离传输，传输最远的蓝绿激光也只能实现水下几百米的传输。声波可以在水中传播比较远的距离，水声通信是水下无线信息传输的主要手段。
2、目前水声通信中，声波在发射端和接收端之间的通道中传输过程中会被混浊水影响。混浊水对声波的吸收与频率成指数的上升。例，1khz可以传输几十甚至上百千米，10khz可传十几千米，100khz可传几百米，1mhz仅能传几米。传输速率又与频率成反比。在10khz带宽内，通信速率可达10kb/s和20kb/s，在20khz带宽内，1km的作用距离内，预计的数据传输率为40kb/s，时间延迟约为0.667s／km，因此，目前声波在混浊水中传输速率较低。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种水下声波数据通信系统，可提高声波在混浊水中传输速率。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种水下声波数据通信系统包括：中心处理器、电压模块、发射端和接收端，所述电压模块与所述中心处理器连接，所述中心处理器用于将待发射数据以设定数量个数据为一组依次划分为多个信息数组，为每个所述信息数组中数据进行添加顺序码、正负反向互补处理和添加起止校验验码处理，得到发射数组；所述正负反向互补处理为将一个正数处理为该正数与其互补码的组合，该正数与其互补码的关系为该正数减去其互补码为一个设定值；所述发射数组通过电压模块将数据转化为电压信号，所述电压信号和载波进行调制后通过所述发射端发射；所述接收端接收到发射端发射的调制信号后经过解调和模数转换得到接收端数组，所述中心处理器还用于根据接收端数组起止校验码生成接收数组，根据预设误码精度对所述接收数组进行第一误码检测，对通过第一误码检测的接收数组利用等比数还原为互补数组，利用正反向互补对所述互补数组进行第二误码检测，取通过第二误码检测的互补数组取互补数组中正数得到还原序列数组，从还原序列数组中取顺序号进行漏码检测，根据通过漏码检测的还原序列数组得到还原的发射数据。
3、可选地，所述信息数组中数据为十进制数据；一个正数的互补码为该正数减去其互补码为10。
4、可选地，在为每个所述信息数组中数据进行添加顺序码、正负反向互补处理和添加起止校验验码处理，得到发射数组方面，所述中心处理器具体用于：
5、对信息数据组添加顺序码，得到添加顺序码后的序列数组；其中，所述信息数据组表示为[x0x1x2… xn]，所述序列数组表示为[n1n2x0x1x2… xn]；xj表示信息数据组中第j个数据，j取值范围为0至n，n1和n2构成所述顺序码，n+1为所述设定数量，顺序码取值范围为从0至99；
6、对添加顺序码后的序列数组中每一位数据进行正负反向互补，得到正负反向互补处理后互补数组；
7、所述互补数组表示为[n1+n1-n2+n2-x0+x0-x1+x1-x2+x2-…xn+xn-]；其中，ni+=ni，ni-=ni-10，xj+=xj，xj-=xj-10，i取值范围为1和2；
8、对正负反向互补处理后的互补数组前后添加起止校验验码，得到发射数组，所述发射数组表示为[a起+a起-n1+n1-n2+n2-x0+x0-x1+x1-x2+x2-…xn+xn-a止+a止-]；所述起止校验验码包括a起、a止、a起-和a止-，a起=a止=10，a起-=a止-=-10。
9、可选地，在根据接收端数组起止校验码生成接收数组，根据预设误码精度对所述接收数组进行第一误码检测方面，所述中心处理器具体用于：
10、计算v均=（v起+-v起-+v止+-v止-）/2；其中，v均为所述接收端数组中电压数据量起止电压平均峰峰值；
11、所述接收端数组表示为[v起+v起-v序1+v序1-v序2+v序2-v0+v0-v1+v1-… vn+vn-v止+v止-]，其中，v起+为起电压正值，v起-为v起+的互补码，v止+为止电压正值，v止-为v止+的互补码；v序1+为顺序码中第一位的正值，v序1-为v序1+的互补码，v序2+为顺序码中第二位的正值，v序2-为v序2+的互补码；vj+为第j个电压数据量的正值，vj-为vj+的互补码；
12、计算c=u均/v均；c为接收数组的衰减常数，u均为发射时的起止电压峰峰值；
13、将接收端数组中的各数据乘以衰减常数c，生成所述接收数组；
14、所述接收数组表示为[u起+u起-u序1+u序1-u序2+u序2-u0+u0-u1+u1-… un+un-u止+u止-]，其中，u起+为衰减后起电压正值，u起-为u起+的互补码，u止+为衰减后止电压正值，u止-为u止+的互补码；u序1+为衰减后顺序码中第一位的正值，u序1-为u序1+的互补码，u序2+为衰减后顺序码中第二位的正值，u序2-为u序2+的互补码；uj+为衰减后第j个电压数据量的正值，uj-为uj+的互补码；
15、若|2u起+-u均|<u误、|2u起-+u均|<u误、|2u止+-u均|<u误和|2u止++u均|<u误均成立，则通过第一误码检测，否者判定该接收数组为误码；u误为预设误码精度。
16、可选地，在对通过第一误码检测的接收数组利用等比数还原为互补数组，利用正反向互补对所述互补数组进行第二误码检测方面，所述中心处理器具体用于：
17、若通过第一误码检测，则计算k=20/u均；其中，k为数据信息等比数；
18、将数据信息等比数与所述接收数组中除了起止电压之外的各电压数据量相乘，四舍五入取整，得到互补数组[n1+n1-n2+n2-x0+x0-x1+x1-x2+x2-…xn+xn-]，所述起止电压包括u起+、u起-、u止+和u止-；
19、判断所述互补数组中每对互补码相减是否均为10，
20、若是则通过第二误码检测，若否则判定该接收数组为误码。
21、可选地，在取通过第二误码检测的互补数组取互补数组中正数得到还原序列数组，从还原序列数组中取顺序号进行漏码检测方面，所述中心处理器具体用于：
22、若通过第二误码检测，取所述互补数组中正数得到还原序列数组，从还原序列数组中取顺序码，通过将当前顺序码与上一还原序列数组的顺序码进行比较的方式进行漏码检测；
23、若当前顺序码与上一组还原序列数组的顺序码相差为1或者99，则通过漏码检测，否则判定该还原序列数组与上一还原序列数组之间存在漏码或误码。
24、可选地，所述的水下声波数据通信系统还包括调制模块；所述电压模块的输入端与所述中心处理器的输出端连接，所述电压模块的输出端与所述调制模块的输入端连接，所述调制模块的输出端与所述发射端连接；
25、所述电压模块用于将所述发射数组中数据转换为电压信号后发送至所述调制模块；所述调制模块用于将接收到的电压信号与载波进行调制生成调制信号后发送到所述发射端。
26、可选地，所述电压模块包括单片机、第一组电阻、第二组电阻和22个光敏开关，所述第一组电阻和所述第二组电阻均包括11个串联的电阻；所述第一组电阻的一端接地，另一端连接+10v电压，所述第二组电阻的一端接地，另一端连接-10v电压；所述第一组电阻和所述第二组电阻中每个电阻均对应连接一个所述光敏开关，各所述光敏开关均与所述单片机连接，所述单片机用于根据读入的所述发射数组，采用swhich case语句通过控制各所述光敏开关生成电压信号，所述电压信号为方波电压信号，各所述光敏开关的高电平延时时长为所述载波的半波长。
27、可选地，所述的水下声波数据通信系统还包括接收端、解调模块和模数模块，所述接收端与所述解调模块的输入端连接，所述解调模块的输出端与所述模数模块的输入端连接，所述模数模块的输出端与所述中心处理器的输入端连接；
28、所述接收端用于将接收的调制信号发送到解调模块，所述解调模块用于将所述调制信号解调出电压信号；所述模数模块用于将解调出的电压信号转换为数字信号，得到所述接收端数组。
29、可选地，所述设定数量为8，所述载波的频率为2khz。
30、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供了一种水下声波数据通信系统，将待发射数据以划分为多个信息数组，对每个信息数组进行正负互补码处理后进行载波调制，降低混浊水对数据幅值衰减干扰的影响，减少了误码，从而提高了传输速率。
1.一种水下声波数据通信系统，其特征在于，所述水下声波数据通信系统包括：中心处理器、电压模块、发射端和接收端，所述电压模块与所述中心处理器连接，所述中心处理器用于将待发射数据以设定数量个数据为一组依次划分为多个信息数组，为每个所述信息数组中数据进行添加顺序码、正负反向互补处理和添加起止校验验码处理，得到发射数组；所述正负反向互补处理为将一个正数处理为该正数与其互补码的组合，该正数与其互补码的关系为该正数减去其互补码为一个设定值；所述发射数组通过所述电压模块将数据转化为电压信号，所述电压信号和载波进行调制后通过所述发射端发射；所述接收端接收到发射端发射的调制信号后经过解调和模数转换得到接收端数组，所述中心处理器还用于根据接收端数组起止校验码生成接收数组，根据预设误码精度对所述接收数组进行第一误码检测，对通过第一误码检测的接收数组利用等比数还原为互补数组，利用正反向互补对所述互补数组进行第二误码检测，对于通过第二误码检测的互补数组，取互补数组中正数得到还原序列数组，从还原序列数组中取顺序号进行漏码检测，根据通过漏码检测的还原序列数组得到还原的发射数据。
2.根据权利要求1所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，所述信息数组中数据为十进制数据；一个正数的互补码为该正数减去其互补码为10。
3.根据权利要求2所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，在为每个所述信息数组中数据进行添加顺序码、正负反向互补处理和添加起止校验验码处理，得到发射数组方面，所述中心处理器具体用于：
4.根据权利要求3所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，在根据接收端数组起止校验码生成接收数组，根据预设误码精度对所述接收数组进行第一误码检测方面，所述中心处理器具体用于：
5.根据权利要求4所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，在对通过第一误码检测的接收数组利用等比数还原为互补数组，利用正反向互补对所述互补数组进行第二误码检测方面，所述中心处理器具体用于：
6.根据权利要求5所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，在取通过第二误码检测的互补数组取互补数组中正数得到还原序列数组，从还原序列数组中取顺序号进行漏码检测方面，所述中心处理器具体用于：
7.根据权利要求1所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，所述的水下声波数据通信系统还包括调制模块；所述电压模块的输入端与所述中心处理器的输出端连接，所述电压模块的输出端与所述调制模块的输入端连接，所述调制模块的输出端与所述发射端连接；
8.根据权利要求7所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，所述电压模块包括单片机、第一组电阻、第二组电阻和22个光敏开关，所述第一组电阻和所述第二组电阻均包括11个串联的电阻；所述第一组电阻的一端接地，另一端连接+10v电压，所述第二组电阻的一端接地，另一端连接-10v电压；所述第一组电阻和所述第二组电阻中每个电阻均对应连接一个所述光敏开关，各所述光敏开关均与所述单片机连接，所述单片机用于根据读入的所述发射数组，采用swhich case语句通过控制各所述光敏开关生成电压信号，所述电压信号为方波电压信号，各所述光敏开关的高电平延时时长为所述载波的半波长。
9.根据权利要求7所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，所述的水下声波数据通信系统还包括接收端、解调模块和模数模块，所述接收端与所述解调模块的输入端连接，所述解调模块的输出端与所述模数模块的输入端连接，所述模数模块的输出端与所述中心处理器的输入端连接；
10.根据权利要求1所述的水下声波数据通信系统，其特征在于，所述设定数量为8，所述载波的频率为2khz。
