现代社会发展迅速,陆地资源已经不能满足人类的需求,随着海洋资源开发的进程不断加快,水下无线通信网络的研究变得更加重要。对于浅水无线通信,TurMass通信技术可以确保信息安全,以防信息泄露。与传统的FSK或OOK调制技术相比,可以增加链路预算并增强对带内干扰的抗干扰能力,提高链路的鲁棒性。浙江海洋大学海天智能物联网实验室团队在定海校区完成水下无线电图传测试,以无线通信技术进行水下两米多的图像传输测试,功能验证确认无线图像传输通信实验成功。
TurMass图传模块采用JPEG高比例压缩算法,结合TurMass技术高灵敏度,超远距离,超低功耗的特点,以极低的功耗实现陆地上3公里以内的远距离图像采集和传输。终端模组可采用普通锂电池或者碱性电池供电,基于定时器周期唤醒、外部触发、分帧传输及纠错等技术手段实现高效传输,以达到 3-5 年的电池使用寿命。
系统框架图
在下水试验前先进行组网测试,重点测试图传模块与TKB-620开发板之间的通信性能。为了应对水下通信能力不足的挑战,分析了不同的通信频率和速率模式。,。本次实验选择了速率模式9,带宽设定为32KHz,信息速率为14.946kbps。在此模式下,信号的传输能力显著增强,确保了数据传输的稳定性与可靠性。
测试环境为定海校区水池
因设备制作条件有限,测试设备在入水前使用塑封袋进行防水处理。
测试设备制作
图(a)是图传模块传输上来的水下拍摄图片,因塑封袋和图传模块自己本身的指示灯原因,导致图片拍摄受到影响;图(b)记录图传模块在水下所处的深度为两米。受限实验器材条件只能测到水下两米多的深度,此次水下无线传输图像实验成功验证了所选TurMass通信技术及其通信参数的有效性。实验过程中图像传输稳定,信号强度良好,显示出在速率模式9和32KHz带宽下的明显优势。
(a) 水下拍摄图片
(b) 水下深度为两米
两米并非TurMass水下无线传输通信极限距离,在此次实验的基础上,未来可以进一步优化系统性能,提高传输速率和信号稳定性。例如在天线尺寸选择和水下电磁波衰减的研究上给出更优越的解决方案,以适应更复杂的水下环境。整体结果表明,该系统能够在水下环境中实现高效的数据传输,随着TurMass通信技术的不断进步,这种水下无线传输系统有望在浅水区域如游泳场景的耳挂式对讲等应用普及。
致谢:
此次实验顺利成功特别感谢浙江海洋大学船舶与海运学院的协助,提供定海校区实验用水池。