一、方案介绍

水下噪声是当前海洋生态环境保护、航行器性能评估、军事侦察、水下目标识别等多个领域关注的重要指标。随着各类水下航行器（包括无人潜航器、自动水面航行器、传统船舶等）在海洋活动中的广泛应用，对其运行过程中的噪声监测与识别提出了更高的要求。本方案基于高灵敏度水听器构建水下噪声采集系统，结合本地处理与4G远程通信，实现对航行器噪声的全天候实时监控、记录与分析。

系统采用水听器收集水体中传播的航行器声波信号，通过边缘计算模块完成滤波、预处理和数据压缩后，利用4G通信技术将数据传输至远程服务器平台。平台支持声谱图显示、声压级曲线分析、目标声源识别和历史数据管理，具备远程配置、自动告警和数据可视化等功能，可广泛应用于科研试验、装备测试、港口管理、海洋监测等场景。

二、监测目标

三、需求分析

海洋噪声监测需要解决远距离采集、信号稳定传输、水下设备长期运行以及海况适应性等问题。尤其在航行器测试、军事用途或海洋生态监控中，要求采集系统具备高度灵敏性、宽频响应能力、强数据处理能力和远程管理能力。本方案的核心在于通过水听器感知精细声波信号，配合边缘计算单元完成智能处理，并将数据通过4G网络快速、稳定地传回中心平台，满足上述各项严苛需求。

四、监测方法

本系统通过布设水下水听器装置于特定监测水域（港口、试验区、深海锚区等），并确保安装位置远离干扰源。采集到的水下声波信号首先由传感器转化为电信号，送入采集模块进行放大与滤波，随后进入边缘计算模块进行数字化、压缩和初步分析处理。数据通过4G模块上传至服务器平台，进行更深层次的频谱分析、声压曲线绘制和声源分类。通过设定阈值和识别规则，系统可实现异常噪声告警、特定目标识别等扩展功能。

五、应用原理

水听器基于压电换能技术，将水中传播的微弱声波信号转换为电信号。其高灵敏度设计使其能够精准感知20Hz至20kHz范围内的航行器推进、舵机振动、螺旋桨噪声等多类水下声波。通过模拟-数字转换后，信号被本地处理模块分析处理，筛选掉背景噪声、环境干扰等无关信号，提取目标噪声特征。随后，数据通过4G通信模块传输至云平台，实现远程查看、回放、对比与存储。

六、功能特点

七、硬件清单

八、硬件参数

九、方案实现

方案部署需经过前期水文调查与场地选型，选择合适的安装位置后固定水听器。后端设备通过电池或太阳能供电启动系统，完成4G联网并配置参数。后台平台通过接入数据流展示实时监测曲线、声谱图与音频片段，支持在线回放、数据导出与声源标签管理。系统可通过远程平台或手机小程序进行设备控制、数据查看和异常告警接收。

十、数据分析与预警决策

系统内置的分析模块可对噪声强度、频率分布等进行持续监测和建模。可根据采集数据进行目标识别（例如区分螺旋桨声音和舵机震动）、特征提取、噪声等级分类等。平台可设置预警规则，如某航道出现异常高频噪声、持续声压级超过预设标准等，自动发送短信或APP推送进行告警提示，便于快速响应与干预。

十一、方案优点

十二、应用领域

十三、效益分析

通过部署水听器噪声监测系统，可以有效实现对水下航行器运行状态的远程感知，为船舶运行安全、水下目标识别、装备优化、海洋环境保护等提供数据支撑。系统自动化程度高、维护成本低、适应性强，能够满足多样化监测需求，提升作业效率，推动智能海洋和数字化监管的发展。