不用無線電！潛水員之間可傳輸水下信息

時(shí)間：2022-09-14　來源：未知　作者：雨神　點(diǎn)擊：次

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當(dāng)談到在水下相互交流時(shí)，水肺潛水員通常使用手勢(shì)或?qū)懽职?-不過這兩種方式都有局限性。然而不久之后，他們可能會(huì)利用他們現(xiàn)有的智能手機(jī)上的一個(gè)應(yīng)用來進(jìn)行交流。

手勢(shì)和寫字板的問題之一在于，它們并不總是能從遠(yuǎn)處--或在渾濁的水中--清楚地看到，而且發(fā)送初始信息的潛水員必須確保接收者已經(jīng)在看向他們的方向。

不幸的是，無線電通信不是一種選擇，因?yàn)?a target='_blank'>無線電波不能很好地在水下傳播。雖然有聲學(xué)語音通信系統(tǒng)，但它們要求兩個(gè)潛水員都使用昂貴的收發(fā)器。

為了尋求一個(gè)更簡(jiǎn)單和更實(shí)惠的替代方案，華盛頓大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)可以在水下外殼的智能手機(jī)上使用的應(yīng)用。它被命名為AquaApp，允許用戶在240條預(yù)設(shè)信息中進(jìn)行選擇，這些信息跟潛水員使用的手勢(shì)相對(duì)應(yīng)。

為了保持簡(jiǎn)單，傳達(dá)20個(gè)最常用的信號(hào)的信息被醒目地顯示出來以便快速訪問。此外，這些信息可以分為八個(gè)主題類別，如跟環(huán)境因素或設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的信息。

一旦選擇了一條信息，手機(jī)的揚(yáng)聲器就會(huì)將其作為一系列聲學(xué)脈沖通過水面發(fā)送。這些脈沖被收件人手機(jī)的麥克風(fēng)檢測(cè)到，應(yīng)用則會(huì)將其轉(zhuǎn)換為屏幕上的視覺信息。該應(yīng)用還提醒收件人已收到信息的事實(shí)。

由于采用了特殊的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在一個(gè)地點(diǎn)，多達(dá)60名潛水員可以同時(shí)相互交流。根據(jù)在各種戶外環(huán)境下進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該應(yīng)用據(jù)稱在30米的距離內(nèi)工作良好并能在100米遠(yuǎn)的地方發(fā)送/接收SOS信標(biāo)。

有一些復(fù)雜的因素需要考慮，包括海底、表面或水下物體的聲學(xué)反射、來自船只發(fā)動(dòng)機(jī)等來源的背景噪音、不同手機(jī)的揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的變化及潛水員彼此間的物理方向。

出于這個(gè)原因，每次“對(duì)話”開始時(shí)，第一部手機(jī)會(huì)發(fā)出一個(gè)簡(jiǎn)短的聲音信號(hào)，稱為前奏。第二部手機(jī)上的應(yīng)用分析該信號(hào)并利用它來確定在當(dāng)前條件下應(yīng)發(fā)送實(shí)際信息的最佳方式，如最佳比特率和聲音頻率。該信息被傳送回第一部手機(jī)，然后由其發(fā)送相應(yīng)的信息。

Shyam Gollakota教授說道：“AquaApp為大眾帶來了水下通信，今天的水下網(wǎng)絡(luò)狀況類似于20世紀(jì)70年代互聯(lián)網(wǎng)的前身ARPANET，當(dāng)時(shí)只有少數(shù)人可以接觸到互聯(lián)網(wǎng)。AquaApp有可能通過水下技術(shù)的民主化來改變這種現(xiàn)狀并使其像在你的智能手機(jī)上下載軟件一樣容易�！�

他跟博士生Tuoochao Chen和Justin Chan一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究。

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