RU2513777C1 - Bodily light swimwear - Google Patents

Bodily light swimwear Download PDF

Info

Publication number
RU2513777C1
RU2513777C1 RU2012140647/12A RU2012140647A RU2513777C1 RU 2513777 C1 RU2513777 C1 RU 2513777C1 RU 2012140647/12 A RU2012140647/12 A RU 2012140647/12A RU 2012140647 A RU2012140647 A RU 2012140647A RU 2513777 C1 RU2513777 C1 RU 2513777C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydroacoustic
frequency
swimwear
layers
signal
Prior art date
Application number
RU2012140647/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012140647A (en
Inventor
Виктор Николаевич Илюхин
Павел Григорьевич Бродский
Валерий Павлович Леньков
Владимир Васильевич Чернявец
Владимир Юрьевич Бахмутов
Андрей Александрович Лобанов
Original Assignee
Виктор Николаевич Илюхин
Павел Григорьевич Бродский
Валерий Павлович Леньков
Владимир Васильевич Чернявец
Владимир Юрьевич Бахмутов
Андрей Александрович Лобанов
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Николаевич Илюхин, Павел Григорьевич Бродский, Валерий Павлович Леньков, Владимир Васильевич Чернявец, Владимир Юрьевич Бахмутов, Андрей Александрович Лобанов filed Critical Виктор Николаевич Илюхин
Priority to RU2012140647/12A priority Critical patent/RU2513777C1/en
Publication of RU2012140647A publication Critical patent/RU2012140647A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513777C1 publication Critical patent/RU2513777C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: personal use articles.
SUBSTANCE: invention relates to an individual means for practicing swimming in water and can be used in searching people suffering distress in water. The bodily light swimwear is made three-layered of layers of fabric, between the fabric layers there are plates of material with a low specific weight, which provide buoyancy.
EFFECT: in contrast to the known technical solutions the bodily light swimwear is equipped with hydroacoustic transponder placed in a clasp made in the form of a keychain.
4 dwg

Description

Изобретение относится к индивидуальным средствам при занятиях плаванием на воде и может быть использовано при поиске терпящих бедствие на воде.The invention relates to individual means when practicing swimming on water and can be used in the search for those in distress on water.

Известен купальный костюм с положительной плавучестью, который характеризуется тем, что он выполнен из слоев ткани (RU №66904, 10.10.2007 [1]).Known bathing suit with positive buoyancy, which is characterized in that it is made of layers of fabric (RU No. 66904, 10.10.2007 [1]).

Недостатком данного купального костюма является использование слоев газонепроницаемой ткани для получения положительной плавучести за счет газа - воздуха или гелия в качестве наполнителя.The disadvantage of this bathing suit is the use of layers of gas-tight fabric to obtain positive buoyancy due to gas - air or helium as a filler.

Известен также купальный костюм с положительной плавучестью (заявка WO №2011/105933 А2, РСТ RU №2011/000099, 22.02.2011, RU №2010106837, 24.02.2010 [2]), который выполнен трехслойным - между слоями ткани размещены пластины из изолона - материала с малым удельным весом, которые обеспечивают плавучесть. При этом изобретение направлено на повышение удобства плавать в воде неограниченное время и не утонуть.Also known is a bathing suit with positive buoyancy (application WO No. 2011/105933 A2, PCT RU No. 2011/000099, 02.22.2011, RU No. 2010016837, 02.24.2010 [2]), which is made in three layers - between the layers of fabric placed plates of isolon - material with a low specific gravity, which provide buoyancy. Moreover, the invention is aimed at improving the convenience of swimming in water for an unlimited time and not drown.

Недостатком данного технического решения является ограниченное применение, преимущественно в наблюдаемой зоне, т.е. на ограниченной акватории.The disadvantage of this technical solution is the limited use, mainly in the observed area, i.e. in a limited area.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей использования купального костюма с положительной плавучестью.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of the use of a bathing suit with positive buoyancy.

Поставленная задача решается за счет того, что купальный костюм с положительной плавучестью снабжен гидроакустическим приемопередатчиком, размещенным в застежке, выполненной в виде брелка, гидроакустический приемопередатчик соединен по гидроакустическому каналу связи с контрольным пунктом, на внутренней поверхности купального костюма с положительной плавучестью размещены датчики физиологических параметров, соединенные с преобразователем измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, преобразователь измеренных аналоговых сигналов информационно связан с гидроакустическим каналом связи, передачу кодовых сообщений выполняют по одному гидроакустическому каналу связи, при этом передают импульсы, соответствующие одному разряду, разделенные во времени.The problem is solved due to the fact that the swimwear with positive buoyancy is equipped with a sonar transceiver located in a clasp made in the form of a keychain, the sonar transceiver is connected via a sonar channel to a control point, and physiological parameters sensors are placed on the inner surface of the bathing suit with positive buoyancy connected to the transducer of measured analog signals corresponding to the values of the measured physiological pairs etrov converter measured analog signal information associated with hydroacoustic communication channel transmission code messages operate one hydroacoustic communication channel, wherein the transmitting pulses corresponding to one bit, separated in time.

Для решения поставленной задачи предложен купальный костюм с положительной плавучестью, который выполнен из слоев ткани, между которыми размещены пластины из материала с малым удельным весом, которые обеспечивают плавучесть, застежка которого выполнена в виде брелка, с размещенным в нем гидроакустическим приемопередатчиком, на внутренней поверхности купального костюма с положительной плавучестью размещены датчики физиологических параметров, соединенные с преобразователем измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, преобразователь измеренных аналоговых сигналов информационно связан с гидроакустическим каналом связи, передачу кодовых сообщений выполняют по одному гидроакустическому каналу связи, при этом передают импульсы, соответствующие одному разряду, разделенные во времени.To solve this problem, a swimming suit with positive buoyancy is proposed, which is made of fabric layers, between which plates of material with a low specific gravity are placed, which provide buoyancy, the fastener of which is made in the form of a keychain, with a sonar transceiver located on it, on the inner surface of the bathing sensors with positive buoyancy placed sensors of physiological parameters connected to the transducer of the measured analog signals corresponding to the values measured physiological parameters, the transducer of the measured analog signals is informationally connected with the hydroacoustic communication channel, the transmission of code messages is performed through one hydroacoustic communication channel, while transmitting pulses corresponding to one discharge, separated in time.

Как и в прототипе [2], с помощью пластин можно регулировать плавучесть при обучении плаванию, а в качестве материала пластин может быть использован изолон толщиной 5-8 мм, что создает дополнительную плавучесть в 2-3 кг, что вполне достаточно, чтобы человек постоянно находился на поверхности воды. При этом купальный костюм может быть выполнен в виде сплошного или раздельного купальника.As in the prototype [2], using the plates you can adjust the buoyancy when learning to swim, and as the material of the plates can be used isolon with a thickness of 5-8 mm, which creates an additional buoyancy of 2-3 kg, which is quite enough for a person to constantly was on the surface of the water. In this case, the bathing suit can be made in the form of a continuous or separate swimsuit.

При выполнении купального костюма в виде сплошного костюма, застежка выполнена в виде брелка, с размещенным в нем гидроакустическим приемопередатчиком. При выполнении купального костюма в виде раздельного купальника гидроакустический приемоответчик размещается в декоративной пряжке купального костюма.When performing a bathing suit in the form of a continuous suit, the clasp is made in the form of a keychain with a sonar transceiver located in it. When performing a bathing suit in the form of a separate swimsuit, the sonar transponder is placed in the decorative buckle of the bathing suit.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.1. Купальный костюм с положительной плавучестью. 1 - ткань, 2 - застежка, 3 - декоративная пряжка.Figure 1. Swimwear with positive buoyancy. 1 - fabric, 2 - fastener, 3 - decorative buckle.

Фиг.2. Размещение пластин между слоями ткани. 4 - слои ткани, 5 - пластины.Figure 2. Placing plates between layers of fabric. 4 - tissue layers, 5 - plates.

Фиг.3. Пример формирования кодовой посылки, состоящей из семи разрядов.Figure 3. An example of the formation of a code package consisting of seven digits.

Фиг.4. Функциональная схема приемного устройства. Функциональная схема приемного устройства состоит из следующих основных узлов: усилителя-ограничителя 6, предназначенного для усиления и нормирования сигнала, поступающего на вход приемника с антенны; схемы квадратурного детектирования и фильтрации, состоящей из двух перемножителей 7 и 8, фильтров низкой частоты (ФНЧ) 9 и ФНЧ 10, генератора переменной частоты (ГЕН) 11 и схемы 12 принятия решения о наличии полезного сигнала на входе приемника; декодера 13 гидроакустической цифровой информации; схемы управления 14 частотой генератора ГЕН.Figure 4. Functional diagram of the receiving device. The functional diagram of the receiving device consists of the following main nodes: amplifier-limiter 6, designed to amplify and normalize the signal received at the input of the receiver from the antenna; quadrature detection and filtering circuits, consisting of two multipliers 7 and 8, low-pass filters (LPF) 9 and low-pass filter 10, a variable frequency generator (GEN) 11 and decision-making circuit 12 about the presence of a useful signal at the receiver input; decoder 13 hydroacoustic digital information; control circuit 14 frequency generator GEN.

Купальный костюм с положительной плавучестью, как и в прототипе [2], выполнен трехслойным - между слоями 4 размещены пластины 5, выполненные из материала с малым удельным весом, которые обеспечивают плавучесть. Пластины 5 могут быть извлечены для регулирования плавучести.The swimwear with positive buoyancy, as in the prototype [2], is made three-layer - between layers 4 there are plates 5 made of a material with a low specific gravity, which provide buoyancy. Plate 5 can be removed to control buoyancy.

Использование материала изолон толщиной 5-8 мм позволяет улучшить теплоизоляцию тела в костюме, избежать переохлаждения.The use of isolon material with a thickness of 5-8 mm allows to improve the thermal insulation of the body in the suit, to avoid hypothermia.

Купальный костюм может одеваться поверх обычного купальника.A bathing suit can be worn over a regular swimsuit.

Купальный костюм снабжен гидроакустическим приемопередатчиком, соединенным по гидроакустическому каналу связи с контрольным пунктом. На внутренней стороне купального костюма размещены датчики физиологических параметров, соединенные с преобразователем измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, преобразователь измеренных аналоговых сигналов информационно связан с радиоканалом и гидроакустическим каналом связи.The bathing suit is equipped with a sonar transceiver connected via a sonar channel to a control point. Sensors of physiological parameters are placed on the inside of the bathing suit, connected to a transducer of measured analog signals corresponding to the values of measured physiological parameters, the transducer of measured analog signals is informationally connected to a radio channel and a hydroacoustic communication channel.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Купальный костюм содержит приемопередатчик гидроакустических сигналов с передающей антенной, а также аппаратуру, установленную на контрольном пункте.The bathing suit contains a transceiver of hydroacoustic signals with a transmitting antenna, as well as equipment installed at the control point.

Аппаратура, установленная на контрольном пункте, содержит приемную антенну, смесители, усилители первой промежуточной частоты, первый и второй гетеродины, усилитель второй промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, амплитудный детектор, блок регистрации, линии задержки, фазовые детекторы, фазометры, двигатель, опорный генератор. Такое выполнение системы обеспечивает повышение надежности контроля за пловцами, а также обнаружение и определение их местоположения при их неадекватном поведении.The equipment installed at the control point contains a receiving antenna, mixers, amplifiers of the first intermediate frequency, first and second local oscillators, an amplifier of the second intermediate frequency, multipliers, narrow-band filters, amplitude detector, recording unit, delay lines, phase detectors, phase meters, motor, reference generator. This implementation of the system provides increased reliability of control over swimmers, as well as the detection and determination of their location in case of their inappropriate behavior.

Гидроакустическая антенна приемопередатчика ориентирована по восьми румбам, и выполнена в виде пьезоэлементов, и работающая в режиме приема и передачи сигналов. На пластинах 5 установлены приемопередатчик, контроллер и элементы, формирующие гидроакустический канал связи (усилитель, кодер, декодер, формирователь команд). На внутренней поверхности купального костюма размещены датчики физиологических параметров, соединенные с преобразователем измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, преобразователь измеренных аналоговых сигналов датчиками физиологических параметров информационно связан с гидроакустическим каналом связи.The hydroacoustic antenna of the transceiver is oriented along eight points, and is made in the form of piezoelectric elements, and operating in the mode of receiving and transmitting signals. On the plates 5, a transceiver, a controller, and elements forming a hydro-acoustic communication channel (amplifier, encoder, decoder, command generator) are installed. Sensors of physiological parameters are placed on the inner surface of the bathing suit, connected to a transducer of measured analog signals corresponding to the values of the measured physiological parameters, the transducer of measured analog signals by sensors of physiological parameters is informationally connected to the hydroacoustic communication channel.

В качестве датчиков физиологических параметров могут быть использованы любые датчики, например измерители ЭКГ-потенциалов, температуры, давления. При этом датчики физиологических параметров плотно прилегают к телу пловца в соответствующих точках тела.As sensors of physiological parameters, any sensors can be used, for example, meters of ECG potentials, temperature, pressure. In this case, the sensors of physiological parameters are tightly adjacent to the swimmer's body at the corresponding points on the body.

Основной функцией преобразователя измеренных аналоговых сигналов датчиками физиологических параметров является преобразование измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, в последовательный двоичный код.The main function of the transducer of the measured analog signals by sensors of physiological parameters is the conversion of the measured analog signals corresponding to the values of the measured physiological parameters into a serial binary code.

Гидроакустическая аппаратура, размещенная в купальном костюме, обеспечивает прием и декодирование гидроакустических команд управления режимами работ датчиков физиологических параметров и передачу квитанций, подтверждающих выполнение команд. Формат команды - двоичный десятиразрядный код, способ модуляции, используемый при передаче команд, - многочастотная манипуляция.The hydroacoustic equipment located in a bathing suit provides reception and decoding of hydroacoustic commands for controlling the operating modes of physiological parameters sensors and the transmission of receipts confirming the execution of commands. The command format is binary ten-digit code, the modulation method used in transmitting commands is multi-frequency manipulation.

Каждый приемопередатчик имеет определенный номер, закрепленный за конкретным пловцом, что сокращает время на установление личности человека, терпящего бедствие на воде.Each transceiver has a specific number assigned to a specific swimmer, which reduces the time to identify a person in distress on the water.

Гидроакустическая аппаратура, размещенная на контрольном пункте, осуществляет передачу команд управления на расстоянии до 8 км и предназначена для управления режимами работы путем передачи гидроакустических команд управления, приема квитанций от пловцов, подтверждающих выполнение команд и сигналов, характеризующих физиологическое состояние пловца, измерение дальности и пеленгов до пловца, с последующим определением географических координат и оснащается соответствующими режиму работ гидроакустическими приемо-передающими антеннами, навигационным контроллером, навигационным программно-математическим обеспечением и средствами визуализации местоположения пловца на мониторе.The hydroacoustic equipment located at the control point transmits control commands at a distance of up to 8 km and is designed to control operating modes by transmitting hydroacoustic control commands, receiving receipts from swimmers confirming the execution of commands and signals characterizing the physiological state of the swimmer, measuring ranges and bearings to swimmer, with subsequent determination of geographical coordinates and is equipped with hydroacoustic transceiver antennas corresponding to the mode of work and, a navigation controller, navigation math software and means for visualizing a swimmer’s location on a monitor.

Контрольный пункт может быть размещен как в прибрежной полосе, так и на плавательных средствах.The checkpoint can be located both in the coastal strip and on swimming facilities.

Приемно-обрабатывающая аппаратура контрольного пункта предназначена для:Reception and processing equipment of the checkpoint is intended for:

- передачи команд управления;- transmission of control commands;

- приема квитанций о приеме и исполнении команд управления;- receiving receipts for receiving and executing control commands;

- приема цифровой телеметрической информации, соответствующей физиологическому состоянию пловца;- receiving digital telemetric information corresponding to the physiological state of the swimmer;

- измерения расстояния до пловца и на этой основе слежения за его перемещением;- measuring the distance to the swimmer and, on this basis, tracking his movement;

- отображения на мониторе и регистрации на машинном носителе протокола обмена сигналами с пловцом;- display on the monitor and registration on a machine medium of the protocol of signal exchange with the swimmer;

- отображения на мониторе и регистрации на машинном носителе принимаемой цифровой телеметрической информации.- display on the monitor and registration on a machine medium of the received digital telemetric information.

В случае размещения на акватории ретрансляционных буев, ретрансляционные буи подключаются к радиомодему и обеспечивают по гидроакустическому каналу связи:In case of placement of relay buoys in the water area, relay buoys are connected to the radio modem and provide via the hydroacoustic communication channel:

- передачу команд управления;- transfer of control commands;

- прием квитанций о приеме и исполнении команд управления;- receipt of receipts for the reception and execution of control commands;

- прием цифровой телеметрической информации.- reception of digital telemetric information.

Через ретрансляционные буи осуществляется включение датчиков измерения физиологических параметров пловцов и считывание цифровой телеметрической информации о зарегистрированных событиях, которые обеспечивают:Through relay buoys, sensors for measuring the physiological parameters of swimmers are turned on and digital telemetric information about recorded events is read, which provides:

- прием команд управления;- receiving control commands;

- передачу на контрольный пункт квитанций о приеме и исполнении команд управления;- transmission to the checkpoint of receipts for the receipt and execution of control commands;

- передачу на контрольный пункт по запросу цифровой телеметрической информации;- transmission to the checkpoint at the request of digital telemetric information;

- переход по команде в режим гидроакустического маяка;- transition by command to the sonar beacon mode;

- передачу на контрольный пункт информации о зарегистрированном событии.- transfer to the checkpoint information about the registered event.

Передача сигналов управления и цифровой информации осуществляется на одной общей для всех пловцов рабочей частоте F=17,96 Гц методом относительной фазовой модуляции со скоростью модуляции V=560 Бод.The control signals and digital information are transmitted at one common operating frequency F = 17.96 Hz for all swimmers by the method of relative phase modulation with a modulation speed of V = 560 baud.

Разделение сигналов между пловцами осуществляется кодовыми методами. Для этого всем пловцам, объединенным в сеть, могут присваиваться порядковые номера, "адреса пловцов", которые передаются в составе сигнала команды управления.Separation of signals between swimmers is carried out by code methods. To do this, all swimmers in the network can be assigned serial numbers, “swimmer addresses,” which are transmitted as part of the control command signal.

Прием сигнала команды управления осуществляется тем пловцом, адрес которых соответствует адресу, передаваемому в составе сигнала; другие пловцы (с другими адресами) на данный сигнал команды управления "не реагируют". В составе сигнала команды управления помимо адреса вызываемого пловца передается номер команды управления, подлежащей исполнению. Количество команд управления, передаваемых на приемопередатчик каждого пловца, - 31.Reception of a signal of a command of management is carried out by that swimmer whose address corresponds to the address transmitted as a part of a signal; other swimmers (with different addresses) do not respond to this signal from the control command. As part of the control command signal, in addition to the address of the called swimmer, the number of the control command to be executed is transmitted. The number of control commands transmitted to the transceiver of each swimmer is 31.

Команды управления могут передаваться с контрольного пункта либо из ретрансляционного буя, если таковые будут размещены на наблюдаемой акватории.Control commands can be transmitted from a checkpoint or from a relay buoy, if any, will be located in the observed area.

В составе сигнала квитанции передаются: адрес пловца, номер принятой команды управления и признак исполнения или неисполнения принятой команды управления. Структура сигналов квитанций схожа со структурой сигнала команд управления. В обоих случаях для повышения помехозащищенности приема сигналов управления применяется 6-кратная повторная передача пронумерованных кодовых комбинаций самосинхронизирующегося кода (64,15), обнаруживающего ошибки.The composition of the receipt signal transmits: the swimmer's address, the number of the received control command and the sign of execution or non-fulfillment of the received control command. The structure of the receipt signals is similar to the structure of the control command signal. In both cases, to increase the noise immunity of receiving control signals, a 6-fold retransmission of numbered code combinations of a self-synchronizing code (64.15) is detected, which detects errors.

Любой обмен сигналами управления между пловцом и контрольным пунктом сопровождается определением дальности между гидроакустическими антеннами пловцом и контрольной станцией на основе измерения времени распространения акустического сигнала между ними. Аппаратная погрешность измерения времени распространения акустического сигнала не превышает 1 мс.Any exchange of control signals between the swimmer and the checkpoint is accompanied by the determination of the distance between the swimmer’s sonar antennas and the control station based on the measurement of the propagation time of the acoustic signal between them. The hardware error in measuring the propagation time of an acoustic signal does not exceed 1 ms.

Передача цифровой телеметрической информации от пловца производится блоками 256 байт.Digital telemetry information is transmitted from the swimmer in 256 byte blocks.

Для повышения достоверности передачи цифровой телеметрической информации в аппаратуре применяется избыточное кодирование циклическим кодом (2072, 2048) в сочетании с принципом повторной передачи по автозапросу информационных блоков с обнаруженными ошибками.To increase the reliability of the transmission of digital telemetric information in the equipment, redundant coding with a cyclic code (2072, 2048) is used in combination with the principle of retransmission of information blocks with detected errors by auto-request.

Гидроакустическая антенна приемопередатчика выполнена из монокристаллических пьезоэлементов из материала с матрицей пьезомодулей. Каждый монокристаллический пьезоэлемент выполнен в виде прямоугольной пластины, у которой ориентировка прямоугольной пластины выполнена с поворотом относительно одной из кристаллофизических осей.The hydroacoustic antenna of the transceiver is made of single-crystal piezoelectric elements from a material with a matrix of piezoelectric modules. Each single-crystal piezoelectric element is made in the form of a rectangular plate, in which the orientation of the rectangular plate is made with rotation relative to one of the crystallophysical axes.

В качестве материала пластины могут быть использованы ниобат лития или танталат лития. При использовании пьезоэлемента, выполненного из этих материалов, обеспечивается оптимальное сочетание максимальной пьезоактивности основной моды колебаний и максимальной анизотропии пьезоэффекта. Резкое возрастание анизотропии пьезоэффекта в предлагаемых материалах позволяет уменьшить число монокристаллических пьезоэлементов в их сборке в 3-5 раз, в несколько раз увеличив ширину каждого пьезоэлемента: от 0,1 до 1 мм и выше. В свою очередь, это облегчает технологию приготовления ультразвуковых преобразователей, а также упрощает электронные схемы для обработки принимаемых ультразвуковых сигналов из-за высокого импеданса предлагаемых кристаллов в частотном диапазоне от 5 до 10 МГц и выше (аналог пьезоэлемента известен из описания к патенту RU №2105432).As the plate material, lithium niobate or lithium tantalate can be used. When using a piezoelectric element made of these materials, an optimal combination of the maximum piezoelectric activity of the main vibration mode and the maximum anisotropy of the piezoelectric effect is ensured. A sharp increase in the anisotropy of the piezoelectric effect in the proposed materials allows to reduce the number of single-crystal piezoelectric elements in their assembly by 3-5 times, several times increasing the width of each piezoelectric element: from 0.1 to 1 mm and above. In turn, this facilitates the technology of preparation of ultrasonic transducers, and also simplifies electronic circuits for processing received ultrasonic signals due to the high impedance of the proposed crystals in the frequency range from 5 to 10 MHz and higher (an analog of a piezoelectric element is known from the description of patent RU No. 2105432) .

Все элементы и узлы, размещаемые на пловце, выполнены на микроэлементах, имеющих промышленную применимость.All elements and units placed on the swimmer are made on trace elements having industrial applicability.

В известных способах передачи кодовых сообщений при передаче информации часто используются методы со скачкообразной перестройкой частоты (Прокис Джон, Цифровая связь, М., Радио связь, 2000 г. - С.628-629 [1]), т.е. методы многоуровневой частотной манипуляции (MFSK, т.е. M-ary frequency keying). Приемные устройства таких систем состоят из многоканальных приемников, настроенных на различные частоты. Это приводит к значительному усложнению аппаратуры связи.Known methods for transmitting code messages in transmitting information often use methods with frequency hopping (Prokis John, Digital Communications, M., Radio Communications, 2000 - S.628-629 [1]), i.e. multilevel frequency manipulation methods (MFSK, i.e. M-ary frequency keying). The receivers of such systems consist of multi-channel receivers tuned to different frequencies. This leads to a significant complication of communication equipment.

Кроме того, морская среда, в которой распространяются гидроакустические сигналы, характеризуется значительной пространственно-временной изменчивостью, обуславливающая особый характер процессов передачи акустических волн. Особенность распространения сигналов в море проявляется в виде изменений амплитуды, фазы, времени и углов прихода и других параметров гидроакустического поля в точке приема. Одним из наиболее неприятных явлений, имеющих место при распространении сигналов, является реверберация и многолучевость, проявляющаяся в конечном счете в виде мультипликативной помехи, приводящая к замираниям. Такая помеха в общем случае может значительно снижать достоверность приема сообщений.In addition, the marine environment in which hydroacoustic signals propagate is characterized by significant spatio-temporal variability, which determines the special nature of the processes of transmission of acoustic waves. The peculiarity of signal propagation in the sea is manifested in the form of changes in the amplitude, phase, time and angles of arrival and other parameters of the hydroacoustic field at the receiving point. One of the most unpleasant phenomena occurring during the propagation of signals is reverberation and multipath, which ultimately manifests itself as a multiplicative noise, leading to fading. Such interference in the general case can significantly reduce the reliability of message reception.

Одним из способов, позволяющим эффективно бороться с ухудшением характеристик, вызванным замиранием, является применение сигналов переносчиков с расширением в спектральной и временной области. В частности, в радиосистемах передачи информации часто используются методы со скачкообразной перестройкой частоты, т.е. методы многоуровневой частотной манипуляции (MFSK, т.е. M-ary frequency keying). Приемные устройства таких систем состоят из многоканальных приемников, настроенных на различные частоты. Это приводит к значительному усложнению аппаратуры связи.One of the ways to effectively combat the deterioration caused by fading is the use of carrier signals with expansion in the spectral and temporal regions. In particular, in radio transmission systems, frequency hopping methods are often used, i.e. multilevel frequency manipulation methods (MFSK, i.e. M-ary frequency keying). The receivers of such systems consist of multi-channel receivers tuned to different frequencies. This leads to a significant complication of communication equipment.

В предлагаемом техническом решении применен только один канал приема цифровой информации для всех рабочих частот, что значительно упрощает приемное устройство, а также обеспечивает повышенную помехоустойчивость при передаче гидроакустических сигналов в условиях мультипликативных помех.The proposed technical solution uses only one channel for receiving digital information for all operating frequencies, which greatly simplifies the receiving device, and also provides increased noise immunity when transmitting hydroacoustic signals in conditions of multiplicative interference.

Принцип модуляции сигналов-переносчиков, т.е. сигналов, которые используются для передачи цифровой информации по гидроакустическому каналу связи, следующий.The principle of modulation of carrier signals, i.e. The signals that are used to transmit digital information via the sonar channel are as follows.

Каждому двоичному разряду цифровых данных поставлен в соответствие сигнал, представляющий собой прямоугольный импульс длительностью, заполненный своей, отличной от других, несущей частотой. Причем логическому "0" присваиваются свои частоты, логической "1" - свои. Таким образом, цифровая информация передается различными частотами. Способ формирования сигналов, на примере семиразрядного двоичного кода, поясняется фиг.3. Здесь семиразрядное слово передается 14 различными частотами от F1 до F14. Вначале передачи формируется синхроимпульс Fсин. Теперь можно условно присвоить нечетные номера частот логическому 0, а четные номера логической единице. Тогда если первый разряд кода 0, то формируется F1, если 1, то F2; если второй разряд 0, то формируется F3, если 1, то F4 и т.д. и, наконец, если седьмой разряд 0, то формируется F13, если 1, то F14. Для того чтобы при приеме данных не использовать два канала приемника, канала нулей и канала единиц, можно передавать импульсы, соответствующие одному разряду, разделенные во времени. Рассмотрим первый разряд, если его значение было 0, то через время Т от начала синхросигнала Fсин формируется импульс с частотой F1, если значение разряда было 1, то импульс с частотой F2 формируется не на том временном участке, где формировался импульс с частотой F1, а позже. Место, где должен быть импульс с частотой F1, остается свободным. Такой же способ модуляции используется и для последующих разрядов.Each binary digit of digital data is associated with a signal, which is a rectangular pulse of duration, filled with its own, different from the others, carrier frequency. Moreover, logical “0” is assigned its own frequencies, logical “1” - its own. Thus, digital information is transmitted at different frequencies. The method of generating signals, for example, seven-bit binary code, is illustrated in Fig.3. Here the seven-digit word is transmitted by 14 different frequencies from F1 to F14. At the beginning of the transmission, a sync pulse F syn . Now you can conditionally assign odd frequency numbers to a logical 0, and even numbers to a logical unit. Then if the first bit of the code is 0, then F1 is formed, if 1, then F2; if the second digit is 0, then F3 is formed, if 1, then F4, etc. and finally, if the seventh digit is 0, then F13 is formed, if 1, then F14. In order not to use two channels of the receiver, the channel of zeros and the channel of units, when transmitting data, it is possible to transmit pulses corresponding to one bit, separated in time. Consider the first discharge, if its value was 0, then after a time T from the beginning of the sync signal F syn , a pulse with a frequency of F1 is formed, if the discharge value was 1, then a pulse with a frequency of F2 is formed in the wrong time section where a pulse with a frequency of F1 was formed, and later. The place where there should be a pulse with a frequency of F1 remains free. The same modulation method is used for subsequent bits.

Пример формирования посылки приведен на фиг.3.An example of the formation of the parcel is shown in figure 3.

Такой принцип модуляции сигналов переносчиков с одновременным использованием помехоустойчивого кодирования позволяет практически полностью исключить влияние реверберации и многолучевости распространения сигналов на качество приема информации и значительно упростить приемный тракт. На фиг.4 представлена функциональная схема приемного устройства.This principle of modulation of carrier signals with the simultaneous use of error-correcting coding can almost completely eliminate the influence of reverberation and multipath propagation of signals on the quality of information reception and greatly simplify the receiving path. Figure 4 presents the functional diagram of the receiving device.

Приемник выполнен по схеме оптимального квадратурного обнаружителя радиоимпульса со случайной фазой, который позволяет максимизировать отношение сигнал/шум и тем самым улучшить качество приема, повышая точность измерения дальности.The receiver is designed according to the scheme of the optimal quadrature detector of a radio pulse with a random phase, which allows to maximize the signal-to-noise ratio and thereby improve the quality of reception, increasing the accuracy of range measurement.

В отсутствии полезного сигнала приемник находится в дежурном режиме. На входы перемножителей 7 и 8 с генератора ГЕН 11 поступают непрерывные опорные напряжения Uоп с частотой Fсин, равной частоте заполнения импульса синхронизации, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90 градусов. Полоса пропускания ФНЧ 9 и 10 выбирается квазиоптимальной. Схема принятия решения 12 постоянно анализирует, по заданному алгоритму, выходные напряжения ФНЧ 9 и ФНЧ 10 us(t) и uc(t) соответственно. После прихода импульса синхронизации с частотой Fсин величины напряжений us(t) и uc(t) будут удовлетворять заданному критерию принятия решения. Схема сообщит об этом декодеру 13, подав на его вход импульс, фронт которого соответствует моменту появления полезного сигнала на входе приемника. Декодер 13, зафиксировав появление этого импульса, дает команду схеме управления 14 выключить Uоп. На входы перемножителей 7 и 8 поступает напряжение, равное 0, и прием не производится. Через время Т, после приема первого импульса декодер дает команду схеме управления 14 включить опорные напряжения Uоп с частотой, равной частоте заполнения первого импульса информационного сигнала F1, которая соответствует логическому нулю первого разряда. Если сигнал с частотой F1 был принят, то декодер 13 принимает решение, чтобы принят ноль, и переключает частоту опорного напряжения для приема сигнала с частотой F3, соответствующей логическому нулю второго разряда команды. Если же сигнал с частотой F1 принят не был, то декодер 13 переключает частоту опорного напряжения для приема сигнала с частотой F2, соответствующей логической единице первого разряда, и, приняв его, принимает решение, что была принята единица. После этого декодер 13 дает команду схеме управления 14 переключить частоту Uоп для приема второго разряда также, как и после приема логического нуля первого разряда. Эта процедура повторяется для каждого из семи разрядов команды, при которой частота опорного напряжения Uоп может меняться от F1 до F14. Пауза между приемом импульсов команды, т.е. когда опорное напряжение на перемножители 7,8 не подается, равна Тсек или 2Т в зависимости от того, какое логическое значение было присвоено каждому из разрядов. Если информационное слово было принято полностью, то декодер 13 идентифицирует его и посылает в буфер данных. Затем декодер 13 снова переключает ГЕН для приема синхроимпульса Fсин и прием информационных слов продолжается по выше описанному алгоритму. Количество частот и время Ткод выбирается большим, чем время корреляции замирания сигналов.In the absence of a useful signal, the receiver is in standby mode. The inputs of the multipliers 7 and 8 from the generator GEN 11 receive continuous reference voltage U op with a frequency F syn equal to the frequency of the synchronization pulse, phase-shifted relative to each other by 90 degrees. The passband of the low-pass filters 9 and 10 is chosen quasi-optimal. Decision making circuit 12 constantly analyzes, according to a given algorithm, the output voltage of the low-pass filter 9 and low-pass filter 10 us (t) and uc (t), respectively. After the arrival of the synchronization pulse with the frequency F syn, the voltages us (t) and uc (t) will satisfy the specified decision criterion. The circuit will report this to the decoder 13 by applying a pulse to its input, the front of which corresponds to the moment the useful signal appears at the receiver input. The decoder 13, having fixed the appearance of this pulse, gives the command to the control circuit 14 to turn off U op . The inputs of multipliers 7 and 8 receive a voltage equal to 0, and reception is not performed. After time T, after receiving the first pulse, the decoder instructs the control circuit 14 to turn on the reference voltages U op with a frequency equal to the filling frequency of the first pulse of the information signal F1, which corresponds to the logical zero of the first discharge. If a signal with a frequency of F1 was received, then the decoder 13 decides to accept zero, and switches the frequency of the reference voltage to receive a signal with a frequency of F3 corresponding to the logical zero of the second bit of the command. If a signal with a frequency of F1 was not received, then the decoder 13 switches the frequency of the reference voltage to receive a signal with a frequency of F2 corresponding to the logical unit of the first bit, and, having accepted it, decides that a unit has been received. After that, the decoder 13 instructs the control circuit 14 to switch the frequency U op to receive the second bit as well as after receiving the logical zero of the first bit. This procedure is repeated for each of the seven bits of the command, at which the frequency of the reference voltage U op can vary from F1 to F14. The pause between receiving the command pulses, i.e. when the reference voltage is not supplied to the multipliers 7.8, it is equal to T sec or 2T, depending on what logical value was assigned to each of the digits. If the information word has been completely received, then decoder 13 identifies it and sends it to the data buffer. Then, the decoder 13 switches the GEN again to receive the sync pulse F syn and the reception of information words continues according to the above-described algorithm. The number of frequencies and the time T code is selected greater than the correlation time of signal fading.

Такой принцип модуляции сигналов переносчиков с одновременным использованием помехоустойчивого кодирования позволяет практически полностью исключить влияние реверберации и многолучевости распространения сигналов на качество приема информации и значительно упрощает приемный тракт.This principle of modulation of carrier signals with the simultaneous use of error-correcting coding can almost completely eliminate the effect of reverberation and multipath propagation of signals on the quality of information reception and greatly simplifies the receiving path.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано при контроле за действиями как одиночных пловцов, так и групп, занимающихся подводным плаванием.The proposed technical solution can be used to control the actions of both single swimmers and groups engaged in scuba diving.

Источники информацииInformation sources

1. RU №66904, 10.10.2007.1. RU No. 66904, 10.10.2007.

2. Заявка WO №2011/105933 A2, PCT RU №2011/000099, 22.02.2011, RU №2010106837, 24.02.2010.2. Application WO No. 2011/105933 A2, PCT RU No. 2011/000099, 02.22.2011, RU No.20106837, 02.24.2010.

Claims (1)

Купальный костюм с положительной плавучестью, выполненный из слоев ткани трехслойным, между слоями ткани размещены пластины из материала с малым удельным весом, которые обеспечивают плавучесть, отличающийся тем, что купальный костюм с положительной плавучестью снабжен гидроакустическим приемоответчиком, размещенным в застежке, гидроакустический приемоответчик соединен по гидроакустическому каналу связи с контрольным пунктом, на внутренней поверхности купального костюма с положительной плавучестью размещены датчики физиологических параметров, соединенные с преобразователем измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, преобразователь измеренных аналоговых сигналов информационно связан с гидроакустическим каналом связи, передачу кодовых сообщений выполняют по одному гидроакустическому каналу связи, при этом передают импульсы, соответствующие одному разряду, разделенные во времени. A swimwear with positive buoyancy made of three layers of fabric, plates of material with a low specific gravity are placed between the layers of fabric, which provide buoyancy, characterized in that the swimwear with positive buoyancy is equipped with a hydroacoustic transponder located in the fastener, the hydroacoustic transponder is connected by hydroacoustic physiological sensors are placed on the inner surface of the bathing suit with positive buoyancy their parameters, connected to the transducer of the measured analog signals corresponding to the values of the measured physiological parameters, the transducer of the measured analog signals is informationally connected to the hydroacoustic communication channel, the transmission of code messages is performed via one hydroacoustic communication channel, while transmitting pulses corresponding to one discharge, separated in time.
RU2012140647/12A 2012-09-21 2012-09-21 Bodily light swimwear RU2513777C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140647/12A RU2513777C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Bodily light swimwear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140647/12A RU2513777C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Bodily light swimwear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140647A RU2012140647A (en) 2014-03-27
RU2513777C1 true RU2513777C1 (en) 2014-04-20

Family

ID=50342852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140647/12A RU2513777C1 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Bodily light swimwear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513777C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657224C2 (en) * 2013-06-13 2018-06-08 Те Борд Оф Трастиз Оф Ти Юниверсити Оф Иллинойс Surgical suit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4311473A1 (en) * 1993-04-07 1994-10-13 Deutsche Aerospace Rescue procedure for a person who has fallen overboard from a ship, and arrangement for carrying out the procedure
RU2254262C1 (en) * 2004-08-04 2005-06-20 Заренков Вячеслав Адамович System for detection and location of position of man-in-distress in water
RU2418714C2 (en) * 2009-06-16 2011-05-20 Виктор Иванович Дикарев System for detecting person suffering distress on water
WO2011105933A2 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 Klinov Yuriy Petrovich Positive buoyancy bathing suit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4311473A1 (en) * 1993-04-07 1994-10-13 Deutsche Aerospace Rescue procedure for a person who has fallen overboard from a ship, and arrangement for carrying out the procedure
RU2254262C1 (en) * 2004-08-04 2005-06-20 Заренков Вячеслав Адамович System for detection and location of position of man-in-distress in water
RU2418714C2 (en) * 2009-06-16 2011-05-20 Виктор Иванович Дикарев System for detecting person suffering distress on water
WO2011105933A2 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 Klinov Yuriy Petrovich Positive buoyancy bathing suit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657224C2 (en) * 2013-06-13 2018-06-08 Те Борд Оф Трастиз Оф Ти Юниверсити Оф Иллинойс Surgical suit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140647A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. Multiple-input-multiple-output coherent time reversal communications in a shallow-water acoustic channel
EP1378078B1 (en) Underwater communication system
US9503202B2 (en) Underwater acoustic array, communication and location system
JP4205952B2 (en) Communication system for underwater use
Rice et al. Underwater acoustic communications and networks for the US navy's seaweb program
ES2356290T3 (en) IMPROVEMENTS IN DATA COMMUNICATIONS.
US20170026135A1 (en) Underwater acoustic array, communication and location system
CN107831466B (en) Underwater wireless acoustic beacon and multi-address coding method thereof
CN106055103A (en) Underwater wearable instruction communication system and method
RU2513777C1 (en) Bodily light swimwear
CN107271988B (en) Active continuous wave sonar detection system and coded continuous wave signal design method
KR102167652B1 (en) Underwater environmental monitoring system
Quraishi et al. A flexible navigation support system for a team of underwater robots
Hursky et al. Passive phase-conjugate signaling using pulse-position modulation
JP5114768B2 (en) Structure of acoustic multistatic system
Rodionov et al. Orthogonal frequency-pulsed frequency-division multiplexing in underwater communications systems
US3665380A (en) Electronic aids for aquanauts
Pennec et al. On joint acoustic communication and positioning through MFSK-modulated signals and Costas arrays
Jarvis et al. Results from recent sea trials of the underwater digital acoustic telemetry system
Brock et al. Underwater acoustic transmission of low-rate digital data
JP3035505B2 (en) Emergency signal transmission device and method for determining the number of emergency signal transmission devices
Dimitrov et al. Low-power environmentally friendly underwater acoustic communication using pseudo-noise spreading sequences
Kovzel’ Acoustic Communication Equipment for Monitoring the Operation of an Autonomous Hydroacoustic Bottom Station on the Shelf
Catipovic Acoustic telemetry
Falahati et al. Long and Short Range Multipath Propagation Models for Use in the Transmission of High-Speed Data through Underwater Channels

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160705