不用無線電！潛水員之間可傳輸水下信息

時間：2022-09-14　來源：未知　作者：雨神　點擊：次

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

手勢和寫字板的問題之一在于，它們并不總是能從遠處--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，因為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)，但它們要求兩個潛水員都使用昂貴的收發(fā)器。

為了尋求一個更簡單和更實惠的替代方案，華盛頓大學(xué)的一個團隊開發(fā)了一個可以在水下外殼的智能手機上使用的應(yīng)用。它被命名為AquaApp，允許用戶在240條預(yù)設(shè)信息中進行選擇，這些信息跟潛水員使用的手勢相對應(yīng)。

為了保持簡單，傳達20個最常用的信號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，手機的揚聲器就會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的麥克風(fēng)檢測到，應(yīng)用則會將其轉(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。

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

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)動機等來源的背景噪音、不同手機的揚聲器和麥克風(fēng)的變化及潛水員彼此間的物理方向。

出于這個原因，每次“對話”開始時，第一部手機會發(fā)出一個簡短的聲音信號，稱為前奏。第二部手機上的應(yīng)用分析該信號并利用它來確定在當(dāng)前條件下應(yīng)發(fā)送實際信息的最佳方式，如最佳比特率和聲音頻率。該信息被傳送回第一部手機，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70年代互聯(lián)網(wǎng)的前身ARPANET，當(dāng)時只有少數(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)這項研究。

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