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美開發出水下低能耗通信系統

發佈時間:2019-08-22 16:45:13  |  來源:新華網  |  作者:周舟  |  責任編輯:周思楊

美國麻省理工學院科研團隊開發出一種不用電池的水下通信系統,可在幾乎不使用能量的情況下從水下傳輸數據到陸上,可應用於實時監測海水生態和海洋生物活動等。

這種通信系統的原理是,由一個發射器在水下發出聲波,遠處的一個設備收到聲波後發生振動,後者利用“壓電效應”將産生的電荷存儲起來,這些能量就可以用來將聲波反射至發射器。發射器將是否收到反射聲波,解碼為二進位的1或0,從而實現資訊傳遞。當系統需要傳遞0時,電荷被收集起來,這時發射器不會收到回饋;當系統需要傳遞1時,一個微控制器會利用存儲起來的電荷産生一個微小的電壓,將聲波反射回去,這時發射器會就收到回饋。

研究人員給可産生“壓電效應”的設備加裝上感測器,用於收集水溫和水壓數據。結果顯示,在兩個設備相隔10米的水下,可實現每秒3千字節數據的精確傳輸。

這一通信系統中,只有發射器需要能量,它可以安裝在船隻或浮標下面以便於供能,而水下的感測器則不需要電池。論文共同作者、麻省理工學院媒體實驗室助理教授法德勒·阿比德説,不需要電池還能實現通信功能的感測器,為在各種極端環境中開展工作提供了可能性。

研究人員正在嘗試實現長距離和多個感測器同時傳輸,未來他們還將測試利用該系統實現聲音資訊和低解析度圖像的傳輸。

這項研究本週在美國電腦協會數據通信專業組會議上獲得“最佳論文獎”。


 
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