美開發(fā)出水下低能耗通信系統(tǒng)

美國麻省理工學(xué)院科研團(tuán)隊開發(fā)出一種不用電池的水下通信系統(tǒng),可在幾乎不使用能量的情況下從水下傳輸數(shù)據(jù)到陸上,可應(yīng)用于實時監(jiān)測海水生態(tài)和海洋生物活動等。

 

這種通信系統(tǒng)的原理是,由一個發(fā)射器在水下發(fā)出聲波,遠(yuǎn)處的一個設(shè)備收到聲波后發(fā)生振動,后者利用“壓電效應(yīng)”將產(chǎn)生的電荷存儲起來,這些能量就可以用來將聲波反射至發(fā)射器。發(fā)射器將是否收到反射聲波,解碼為二進(jìn)制的1或0,從而實現(xiàn)信息傳遞。當(dāng)系統(tǒng)需要傳遞0時,電荷被收集起來,這時發(fā)射器不會收到回饋;當(dāng)系統(tǒng)需要傳遞1時,一個微控制器會利用存儲起來的電荷產(chǎn)生一個微小的電壓,將聲波反射回去,這時發(fā)射器會就收到回饋。

 

研究人員給可產(chǎn)生“壓電效應(yīng)”的設(shè)備加裝上傳感器,用于收集水溫和水壓數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示,在兩個設(shè)備相隔10米的水下,可實現(xiàn)每秒3千字節(jié)數(shù)據(jù)的精確傳輸。

 

這一通信系統(tǒng)中,只有發(fā)射器需要能量,它可以安裝在船只或浮標(biāo)下面以便于供能,而水下的傳感器則不需要電池。論文共同作者、麻省理工學(xué)院媒體實驗室助理教授法德勒·阿比德說,不需要電池還能實現(xiàn)通信功能的傳感器,為在各種極端環(huán)境中開展工作提供了可能性。

 

研究人員正在嘗試實現(xiàn)長距離和多個傳感器同時傳輸,未來他們還將測試?yán)迷撓到y(tǒng)實現(xiàn)聲音信息和低分辨率圖像的傳輸。

 

這項研究本周在美國計算機(jī)協(xié)會數(shù)據(jù)通信專業(yè)組會議上獲得“最佳論文獎”。(新華社華盛頓電 記者周舟)

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