CN111510215A - 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 - Google Patents
一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111510215A CN111510215A CN202010428027.6A CN202010428027A CN111510215A CN 111510215 A CN111510215 A CN 111510215A CN 202010428027 A CN202010428027 A CN 202010428027A CN 111510215 A CN111510215 A CN 111510215A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- analog signal
- electrically connected
- blue light
- module
- communication device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000009189 diving Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 25
- 208000009115 Anorectal Malformations Diseases 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 16
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/116—Visible light communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/502—LED transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
- H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备，包括壳体、发射器、接收器、其上设置通信装置的通信电路板；通信装置包括发射单元和接收单元，发射单元包括模拟信号输入模块、模拟信号调制器、数字信号输入模块、输入ARM开发板、合路器、三级放大电路、蓝光LED驱动器、光电转换模块、聚集性透镜，发射单元还包括发射器；接收单元包括接收器，还包括前置放大电路、主放大电路、检波滤波电路、分路器、模拟信号解调器、模拟信号输出模块、输出ARM开发板和数字信号输出模块。其优点是：传输速度快，传输较稳定，增强了系统实用性，发展潜力大；元器件成本低；实现模拟数字交叉互用：延长通信距离，接收面积扩大至360度空间面覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及水下通信技术领域，具体涉及一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备。
背景技术
水下通信是现代通信技术上困难而又急需解决的问题。在海洋探索、水下救援、水下科考、海洋监控等领域，潜水装备均起着至关重要的作用。现有技术中普遍使用的潜水装备，普遍采用：（1）超低频范围的长波无线电传输，由于通信速率极低，而且受水下设备的电磁干扰较大，所以在实际应用中并未得到广泛的应用。（2）水声通信，在技术上已经得到了较成熟的发展；但海水中声传输速度仍然较慢（不大于1500m/s），通信速率不高，而且设备体积大、费用高。上述二者的制作成本高，且存在着通信质量差、保密性差、信号不稳定、带宽窄、传输速度慢等缺陷，对潜水员之间水下的交流合作、生命安全的保障等，均带来了很大的不便；不但限制了潜水员活动范围，且可能危及潜水员安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备，其特征在于：包括一水密封装壳体和封装于所述水密封装壳体内的一通信电路板，所述通信电路板上设置一通信装置；还包括设置于所述水密封装壳体上的一发射器、一接收器；
所述通信装置包括一发射单元和一接收单元，所述发射单元包括一模拟信号输入模块、模拟信号调制器、数字信号输入模块、输入ARM开发板、合路器、三级放大电路、蓝光LED驱动器、光电转换模块、聚集性透镜，所述发射单元还包括所述发射器；所述接收单元包括所述接收器，还包括一前置放大电路、主放大电路、检波滤波电路、分路器、模拟信号解调器、模拟信号输出模块、输出ARM开发板和一数字信号输出模块；
所述模拟信号输入模块与所述模拟信号调制器电连接，所述数字信号输入模块与所述输入ARM开发板电连接；所述模拟信号调制器、所述输入ARM开发板分别电连接所述合路器；所述合路器、所述三级放大电路、所述蓝光LED驱动器、所述光电转换模块依次顺序电连接；所述光电转换模块、所述聚集性透镜、所述发射器依次顺序连接；
所述接收器、所述前置放大电路、所述主放大电路、所述检波滤波电路、所述分路器依次顺序电连接；所述分路器分别电连接所述模拟信号解调器、所述输出ARM开发板，所述模拟信号解调器与所述模拟信号输出模块电连接，所述输出ARM开发板与所述数字信号输出模块电连接。
优选的，所述水密封装壳体使用亚克力板制作，其内壁涂抹环氧树脂；所述通信电路板的表层喷涂三防漆，并以硅胶进行加固。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）创新性地利用蓝色可见光进行水下通信，相对于有线通信、水声通信等，传输速度快，传输较稳定，增强了系统实用性，发展潜力大。（2）结构相对简单，元器件成本低，产品具有极大的价格优势。且可在现有的潜水照明、摄像等设备上进行改装，集成化、小型化发展潜力大。（3）模拟、数字信号同时传递，实现模拟数字交叉互用，集照明、通信对讲、拍摄功能于一体，装置简单轻便，适合潜水作业。（4）基于对蓝光在海水信道中的传输特性分析，提出使用蓝光LED作为光源，在发射单元利用聚焦型透镜将蓝光LED的光路聚焦以延长通信距离，在接收单元采用分集接收技术将接收面积扩大至360度空间面覆盖。
附图说明
图1是本发明实施例的结构框图。
图中标记为：
1、包括水密封装壳体；2、通信电路板；21、发射单元；211、模拟信号输入模块；
212、模拟信号调制器；213、数字信号输入模块；214、输入ARM开发板；215、合路器；
216、三级放大电路；217、蓝光LED驱动器；218、光电转换模块；219、聚集性透镜；
210、发射器；22、接收单元；221、接收器；222、前置放大电路；223、主放大电路；
224、检波滤波电路；225、分路器；226、模拟信号解调器；227、模拟信号输出模块；
228、输出ARM开发板；229、数字信号输出模块。
具体实施方式
下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：
实施例一
如图1所示，一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备，包括水密封装壳体1和封装于水密封装壳体1内的通信电路板2，通信电路板2上设置通信装置；通信装置包括发射单元21、接收单元22；水密封装壳体1使用亚克力板制作，其内壁涂抹环氧树脂；通信电路板2的表层喷涂三防漆，并以硅胶进行加固。
还包括设置于所述水密封装壳体1上的发射器210、接收器221，发射器210的一部分裸露在水密封装壳体1外，另一部分设置于水密封装壳体1内；接收器221的一部分裸露在水密封装壳体1外，另一部分设置于水密封装壳体1内。
发射单元21包括模拟信号输入模块211、模拟信号调制器212、数字信号输入模块213、输入ARM开发板214、合路器215、三级放大电路216、蓝光LED驱动器217、光电转换模块218、聚集性透镜219和发射器210；模拟信号输入模块211与模拟信号调制器212电连接，数字信号输入模块213与输入ARM开发板214电连接；模拟信号调制器212、输入ARM开发板214分别电连接合路器215；合路器215、三级放大电路216、蓝光LED驱动器217、光电转换模块218依次顺序电连接；光电转换模块218、聚集性透镜219和发射器210依次顺序连接。
接收单元22包括接收器221、前置放大电路222、主放大电路223、检波滤波电路224、分路器225、模拟信号解调器226、模拟信号输出模块227、输出ARM开发板228和数字信号输出模块229；接收器221、前置放大电路222、主放大电路223、检波滤波电路224、分路器225依次顺序电连接；分路器225分别电连接模拟信号解调器226、输出ARM开发板228，模拟信号解调器226与模拟信号输出模块227电连接，输出ARM开发板228与数字信号输出模块229电连接。
本发明所使用的线缆链接插头为IP86的防水等级的航空插头；电源开关为IP86的防水等级的压力感应开关；发射器210、接收器221与水密封装壳体1链接处，均以502胶水固定并采用硅胶和树脂进行防水处理。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，发射单元21用于将使用者的信息转换成可见光信号发射至需要联系的对方：
一方面，发射单元21将来自于麦克风的原始音频基带信号，通过模拟信号输入模块211，输入到模拟信号调制器212，经模拟信号调制器212进行AM调制处理，输出模拟频带信号至合路器215；另一方面，发射单元21将来自于摄像机的原始图像和视频信号，通过数字信号输入模块213，输入到输入ARM开发板214，经输入ARM开发板214进行数字调制和编码处理,输出TTL电平格式的数字频带信号至合路器215；
上述模拟电信号、数字电信号，通过合路器215合成信号，输入到三级放大电路216，经三级放大电路216依次进行线性电压放大和线性电流放大处理，输出线性放大信号至蓝光LED驱动器217，通过蓝光LED驱动器217产生可以驱动蓝光LED光源的电信号，输入到光电转换模块218；
经光电转换模块218进行电信号-光信号转换处理，产生发散性的蓝色可见光信号，辐射至聚集性透镜219，通过聚集性透镜219聚焦光路，产生聚集性的蓝色可见光信号，经发射器210发射至水密封装壳体1外。
如图1所示，接收单元22用于使用者接收外界人员发过来的信息：
接收器221将来自于360度空间面的载有原始信息的蓝色可见光信号进行分集接收，使用PIN-13DSB硅光电二极管进行光信号-电信号转换处理，产生高频率的电流信号，通过前置放大电路222进行I-V转换和预放大，再经主放大电路223进一步放大，产生具有一定高斯噪声的电压放大信号；该电压放大信号输入到检波滤波电路224，通过检波滤波电路224进行比较器判决和噪声隔离处理，产生低噪声的模拟信号和TTL电平格式的数字信号，输出至分路器225，进行模拟信号、数字信号的分离处理；
一方面，分路器225将分离出的模拟频带信号，输入到模拟信号解调器226；经模拟信号解调器226进行AM解调处理，通过模拟信号输出模块227还原出载有原始信息的音频基带信号，发送至音频播放器；另一方面，分路器225将分离出的数字频带信号，输入到输出ARM开发板228，经输出ARM开发板228进行数字解调和解码处理，通过数字信号输出模块229还原出载有原始信息的图像和视频信号，发送至可视化操作终端。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于蓝光LED的便携式潜水通信设备，其特征在于：包括一水密封装壳体和封装于所述水密封装壳体内的一通信电路板，所述通信电路板上设置一通信装置；还包括设置于所述水密封装壳体上的一发射器、一接收器；
所述通信装置包括一发射单元和一接收单元，所述发射单元包括一模拟信号输入模块、模拟信号调制器、数字信号输入模块、输入ARM开发板、合路器、三级放大电路、蓝光LED驱动器、光电转换模块、聚集性透镜，所述发射单元还包括所述发射器；所述接收单元包括所述接收器，还包括一前置放大电路、主放大电路、检波滤波电路、分路器、模拟信号解调器、模拟信号输出模块、输出ARM开发板和一数字信号输出模块；
所述模拟信号输入模块与所述模拟信号调制器电连接，所述数字信号输入模块与所述输入ARM开发板电连接；所述模拟信号调制器、所述输入ARM开发板分别电连接所述合路器；所述合路器、所述三级放大电路、所述蓝光LED驱动器、所述光电转换模块依次顺序电连接；所述光电转换模块、所述聚集性透镜、所述发射器依次顺序连接；
所述接收器、所述前置放大电路、所述主放大电路、所述检波滤波电路、所述分路器依次顺序电连接；所述分路器分别电连接所述模拟信号解调器、所述输出ARM开发板，所述模拟信号解调器与所述模拟信号输出模块电连接，所述输出ARM开发板与所述数字信号输出模块电连接。
2.如权利要求1所述的基于蓝光LED的便携式潜水通信设备，其特征在于：所述水密封装壳体使用亚克力板制作，其内壁涂抹环氧树脂；所述通信电路板的表层喷涂三防漆，并以硅胶进行加固。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010428027.6A CN111510215B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010428027.6A CN111510215B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111510215A true CN111510215A (zh) | 2020-08-07 |
| CN111510215B CN111510215B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=71872014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010428027.6A Active CN111510215B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111510215B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106452585A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 复旦大学 | 一种基于蓝绿光源的高速水下通信系统 |
| WO2017086520A1 (ko) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | 코아글림 주식회사 | 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치 |
| US20180241475A1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | National Taipei University Of Technology | Wireless optical communication system and optical transmitter thereof |
| CN207947783U (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-09 | 谢杰荣 | 一种可见光潜水通信装置 |
| CN212649466U (zh) * | 2020-05-20 | 2021-03-02 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202010428027.6A patent/CN111510215B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017086520A1 (ko) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | 코아글림 주식회사 | 가시광의 디밍 제어를 통한 수중 통신 장치 |
| CN106452585A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-02-22 | 复旦大学 | 一种基于蓝绿光源的高速水下通信系统 |
| US20180241475A1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | National Taipei University Of Technology | Wireless optical communication system and optical transmitter thereof |
| CN207947783U (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-09 | 谢杰荣 | 一种可见光潜水通信装置 |
| CN212649466U (zh) * | 2020-05-20 | 2021-03-02 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111510215B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105680941B (zh) | 一种基于可见光的水下led长距离通信系统 | |
| US7072475B1 (en) | Optically coupled headset and microphone | |
| KR101141663B1 (ko) | 가시광을 이용한 수중 통신 장치 및 방법 | |
| WO2004040331A2 (en) | System and method for reducing exposure to electromagnetic radiation | |
| CN110581736A (zh) | 轻量化长距离的水下led无线光通信传输系统 | |
| CN212649466U (zh) | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 | |
| CN112019272B (zh) | 一种基于ook和fm的数模信号混合传输系统 | |
| CN102932704A (zh) | 音频发射芯片、音频接收芯片和无线麦克风系统 | |
| KR20080105949A (ko) | 프론트 엔드 ｒｆ 안테나를 구비한 통신장치 | |
| CN110113110B (zh) | 水下可见光通信装置 | |
| CN211046937U (zh) | 轻量化长距离的水下led无线光通信传输系统 | |
| CN111510215A (zh) | 一种基于蓝光led的便携式潜水通信设备 | |
| CN106385284A (zh) | 可用于实验教学的激光通信设备和激光通信方法 | |
| CN110266389A (zh) | 以单i/q调制器产生两独立边带的矢量毫米波信号的方法 | |
| US7580534B2 (en) | Method and arrangement for transmitting signals to a hearing aid | |
| JP2005020422A (ja) | 水中無線通信システムおよび光信号送信装置、光信号受信装置 | |
| CN116170031A (zh) | 一种便携式可穿戴水下无线光通信装置及方法 | |
| JP2008053917A (ja) | 電界検出装置、受信装置及びフィルタアンプ | |
| CN208190660U (zh) | 一种水下通信系统 | |
| CN110381419A (zh) | 一种无线麦克风系统及其信号传输方法 | |
| CN217846712U (zh) | 一种全气密封性并行多路数字光收发模块 | |
| Zhang et al. | An experimental system for underwater audio communication based on visible light | |
| CN104639237A (zh) | 一种红外立体声音响收发装置 | |
| CN219459070U (zh) | 一种水下光通信设备 | |
| CN210444321U (zh) | 一种光纤电话 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |