مبتنی بر میکروکنترلر دستی آکوستیک ارتباطات و قدرت تحویل از طریق موانع فلزی
:عنوان
Abstract: The ability to reliably transmit data through metallic barriers without intrusive procedures like hole drilling is useful, and sometimes necessary, for the safety of personal and equipment in hazardous conditions. Examples include submarine hulls, space vehicles, and nuclear reactors. Traditional means of communication via conductive wires compromise the integrity of the metal vessels while traditional wireless communications solutions like WiFi are limited by Faraday shielding imposed by metallic barriers. Acoustic communication solutions to this problem have been explored over the past 15 years but have not been widely deployed. The goal of this work was to develop a hand-held, battery operated system that is capable of wirelessly powering and communicating with electronics through a curved metallic barrier. Three systems were implemented using Digital Signal Processors (DSPs), Microcontroller Units (MCUs),or a combination of the two. An electronic system was developed on one side of the metallic barrier to excite vibrations at 1.25 MHz in a piezoelectric transducer attached to the barrier. Data was transmitted through the wall in both directions in half-duplex mode by amplitude modulating this carrier signal with Manchester encoded data. Energy from the carrier wave was harvested on the other side of the wall to power electronic systems. Successful acoustic communication at 10 kbps between MCUs separated by a metallic barrier was achieved, where one system was powered completely by the acoustic signal applied through the barrier.
ترجمه چکیده :توانایی قابل اعتماد انتقال داده از طریق موانع فلزی بدون روش های نفوذی مانند حفاری سوراخ مفید است، و گاهی اوقات لازم است، برای ایمنی از شخصی و تجهیزات در شرایط خطرناک. مثالها عبارتند از پوسته زیردریایی، وسایل نقلیه فضایی، و راکتورهای هسته ای. ابزار سنتی ارتباط از طریق سیم رسانا سازش یکپارچگی عروق فلزی در حالی که راه حل های سنتی ارتباطات بی سیم وای فای مانند توسط محافظ فارادی اعمال شده توسط موانع فلزی محدود شده است. راه حل های ارتباطی صوتی برای این مشکل بیش از 15 سال گذشته بررسی شده است اما به طور گسترده مستقر است. هدف از این کار این بود به منظور توسعه یک، باطری سیستم دستی است که قادر به تأمین انرژی بی سیم و ارتباط با الکترونیک از طریق یک مانع فلزی منحنی. سه سیستم با استفاده از پردازنده دیجیتال سیگنال (DSP ها)، میکروکنترلر واحد (MCUs به)، و یا ترکیبی از این دو اجرا در آمد. یک سیستم الکترونیکی در یک طرف مانع فلزی برای تحریک ارتعاشات در 1.25 مگاهرتز در یک ترانسفورماتور فیزوالکتریک متصل به مانع توسعه داده شد. داده ها از طریق دیوار در هر دو جهت در حالت نیمه دوطرفه از دامنه تعدیل این سیگنال حامل با داده های کد گذاری منچستر منتقل شد. انرژی از موج حامل در سمت دیگر دیوار برداشت شد به قدرت سیستم های الکترونیکی. ارتباطات صوتی موفق در 10 کیلوبیت بر ثانیه بین MCUs به هم جدا شده توسط یک مانع فلزی، به دست آمد که در آن یک سیستم به طور کامل توسط سیگنال صوتی استفاده می شود از طریق سد مجهز شده بود. (این متن توسط ماشین ترجمه شده است لذا ممکن است نیاز به ویرایش داشته باشد)
جستجوی موضوعی
