[发明专利]一种融合有线与无线的水下通信系统

说明书

本发明公开了一种融合有线与无线的水下通信系统，其特征在于，包括水下机器鱼、浮漂和岸上无线终端，所述水下机器鱼通过防水网线与浮漂连接，所述浮漂与岸上无线终端通过无线信号连接。本发明能够将水下的数据传输至地面，实现水下与水上同时通信，同时避免无线通信的环境干扰问题。

技术领域

本发明属于水下通信技术领域，特别涉及一种融合有线与无线的水下通信系统，本专利采用视频测试该系统可行性。

背景技术

由于海洋生物和海水的腐蚀性,船舶在水中长时间行驶后,船体表面会附着大量贝类、藤壶和锈皮等污损物，将对船体造成损坏，因此需要定期对水下船体壁面进行检查，目前市场上针对水下船体壁面通常依靠的是人力，需要潜水员到水里面进行探测，需要耗费大量人力与物力，而采用水下视频传输数据的方法，则涉及到水下通信技术瓶颈。

传统的水下通信主要有三种方式：水下电磁波通信、水声通信和水下量子通信。水下电磁波通信利用无线电波在水中的传播传递信息，但无线电波在水中衰减严重，频率越高衰减越大，且容易受到水体运动的影响。低频的电波虽然穿透力强，但需要很长的接收天线，无法在体积小的水下节点实现。而视频传输对实时性、清晰度等有较高要求，采用以往的水下电磁波通信不可行。而水声通信利用声波进行传播，其在水中的衰减小得多，但声波通信受复杂的水声环境影响较大，容易被水中其他噪声干扰，且声波几乎无法跨越水与空气的界面传播，不能连接水上与水下同时通信，因此此方案在本项目中也不可行。水下量子通信主要采用光线进行传输，同样受到水下复杂的光环境的干扰，同时存在着光信号在水下严重的吸收效应。

因此，针对智能仿生鱼水下与岸上的通信，我们提出了新的解决方案，实现水下水上实时通信，并且视频传输速率、分辨率都较高，实现的成本低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够将水下的数据传输至地面，实现水下与水上同时通信，同时避免无线通信的环境干扰问题的水下通信系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种融合有线与无线的水下通信系统，包括水下机器鱼、浮漂和岸上无线终端，所述水下机器鱼通过防水网线与浮漂连接，所述浮漂与岸上无线终端通过无线信号连接。

进一步的，所述水下机器鱼由3D打印鱼头、鱼身和鱼尾构成，所述鱼头前端设置有微型摄像头，所述摄像头一侧设置有照明灯，所述鱼头内部设置有主控板、树莓派和电池，所述电池与小舵机连接。

进一步的，所述鱼身由三个舵机首尾连接构成。

进一步的，所述浮漂外部设置有外壳，所述浮漂内部由信号连接器、信号转码器和电池构成，所述信号连接器设置在浮漂顶部，所述信号连接器下方设置有信号转码器和电池，所述信号转码器的一端与网线接口连接。

进一步的，所述鱼身外侧设置有新月形尾鳍。

进一步的，所述鱼头外侧设置有流线型胸鳍和圆形孔洞。

进一步的，所述浮漂外壳底部设置有圆形孔洞。

进一步的，所述浮漂与水下机器鱼上的圆形孔洞均设置有密封胶塞。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、相比于传统的水下无线信号传输，本发明采用了有线的防水网线方式，避免了无线带来的信号衰减、干扰问题，确保数据的真实准确性。

2、本发明采用wifi连接的浮漂装置，在水面之上采用成熟的wifi数据传输方式，保证了水面上数据传输的可靠性。

3、本发明在浮漂内部设置了转码装置，将水下的有线信号转化为水上的无线传输信号，是对水面上下两种环境的综合考虑，将有线与无线的传输技术融合，不仅使本发明具有可操作性，也在环境条件的限制下最大程度地保证了数据传输的准确性。