
聲波透地通信是一種利用聲波作為信息載體,通過發(fā)聲設(shè)備產(chǎn)生聲波信號并耦合到大地,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的技術(shù)。這種方法最初應(yīng)用于礦井救災(zāi)等領(lǐng)域,由于其特殊性,研究進(jìn)展一直較慢。然而,隨著科技的發(fā)展,聲波透地通信技術(shù)在近年來取得了顯著的進(jìn)步,被廣泛應(yīng)用于各種地下通信場景,如煤礦、隧道等。
聲波透地通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
聲波透地通信技術(shù)具有一些顯著的優(yōu)點(diǎn):
1. 自適應(yīng)能力:聲波透地通信激發(fā)裝置具備激發(fā)功率地層自適應(yīng)能力,可以針對不同地層結(jié)構(gòu)及參數(shù)的應(yīng)用場景,從而可保證透地通信的有效性。
2. 低誤碼率:該方法采用脈寬調(diào)制解調(diào)技術(shù),提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕⒔Y(jié)合硬件濾波和軟件濾波,保證信息的低誤碼率。
3. 適用于地下作業(yè)環(huán)境:聲波透地通信技術(shù)能夠在復(fù)雜的地下環(huán)境中有效地傳遞信息,對于煤礦等地下作業(yè)環(huán)境來說,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
4. 遠(yuǎn)距離傳輸能力:通過功率放大電路,可以將調(diào)制后的信號進(jìn)行功率放大,以達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸目的。
聲波透地通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)步驟
聲波透地通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)步驟主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié):
1. 數(shù)據(jù)發(fā)送:待發(fā)送數(shù)據(jù)通過信息發(fā)送設(shè)備進(jìn)行放大、調(diào)制等處理后,通過發(fā)聲設(shè)備產(chǎn)生聲波信號并耦合到大地。
2. 信號接收:聲波傳感器感知聲波信號并轉(zhuǎn)換為電信號,該電信號通過接收端信息處理設(shè)備進(jìn)行信號放大、濾波、解調(diào)等處理后,恢復(fù)發(fā)送端發(fā)送的信息。
3. 信號處理:接收端包含微弱信號放大電路、帶通濾波器電路、包絡(luò)檢波電路、信號比較器電路、微處理器電路和LCD顯示電路。聲波傳感器(微音器)輸出電壓信號通過由儀表放大器構(gòu)成的小信號放大器,該放大器可有效的抑制共模信號,將聲波傳感器輸出的差模信號放大輸出至帶通濾波器;根據(jù)帶通濾波器器輸出信號特點(diǎn),包絡(luò)檢波器提取輸出信號的包絡(luò),恢復(fù)原始模擬信號;恢復(fù)后的模擬正弦信號通過電壓比較器輸出微處理器可識別的PWM波,微處理器根據(jù)輸入PWM波的不同脈寬,結(jié)合軟件濾波算法,獲取不同的二進(jìn)制信息,恢復(fù)發(fā)送端發(fā)送的數(shù)字信息,完成脈寬調(diào)制信號解調(diào);微處理器將恢復(fù)后的信息準(zhǔn)確顯示在LCD液晶屏幕上。
結(jié)論
聲波透地通信技術(shù)作為一種重要的通信方式,在地下通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,聲波透地通信的傳輸距離、傳輸速度和傳輸可靠性等方面都將得到進(jìn)一步提升,為地下通信提供更加高效和便捷的解決方案。