一種數據的發送方法及系統與流程
2023-05-04 16:50:56 2
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種數據的發送方法及系統。
背景技術：
海洋是人類資源的寶庫，其蘊藏著豐富的能源與礦產。隨著科學技術的不斷進步，人們對海洋資源的探測與開發也不斷深入，海洋通訊問題就隨之產生。
在這種背景下，在過去的十年中，磁感應通訊逐漸引起了國內外研究人員的注意。對於磁感應通訊，由於信號是通過磁準態靜場耦合到接收機上的，因此不存在多路徑損耗的問題。由於發射機和接收機的天線都是線圈，尺寸可以根據工作環境製作，因此不會存在天線尺寸不匹配的問題。而且對於大多數的信號傳輸媒介(如空氣、水和土壤等)而言，其磁導率與空氣的磁導率幾乎一樣，不會隨著時間和空間的變化而發生變化，因此磁感應通訊的信道較為穩定。
因此，需要一種基於磁感應的通訊方法。
技術實現要素：
本發明通過提供一種數據的發送方法及系統，實現了磁感應通訊，從而避免了聲噪音和光噪聲的介入。
本發明提供了一種數據的發送方法，至少包括：
對待傳輸的數據進行調製；
對調製之後的信號進行放大；
通過放大之後的信號產生磁場，並通過磁場進行傳輸。
進一步地，所述對待傳輸的數據進行調製，具體包括：對所述待傳輸的數據進行低頻載波調製。
進一步地，所述對調製之後的信號進行放大，具體包括：對所述調製之後的信號進行功率放大。
進一步地，所述通過放大之後的信號產生磁場，並通過磁場進行傳輸，具體包括：
將所述放大之後的信號通入發射線圈，產生磁場，並通過所述磁場對數據進行傳輸。
本發明提供的數據的發送系統，至少包括：
調製模塊，用於對待傳輸的數據進行調製；
放大模塊，用於對調製之後的信號進行放大；
發射線圈，用於對放大之後的信號進行傳輸。
進一步地，所述調製模塊，具體用於對所述待傳輸的數據進行低頻載波調製。
進一步地，所述放大模塊，具體用於對所述調製之後的信號進行功率放大。
本發明中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
在發射端，對待傳輸的數據進行調製和放大，並通過放大之後的信號產生磁場，並通過磁場進行傳輸，從而實現了磁感應通訊，進而避免了聲噪音和光噪聲的介入。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的數據的發送方法的流程圖；
圖2為本發明實施例提供的數據的發送系統的模塊圖；
圖3為本發明實施例提供的數據的發送系統中調製模塊100的電路圖。
具體實施方式
本發明通過提供一種數據的發送方法及系統，實現了磁感應通訊，從而避免了聲噪音和光噪聲的介入。
本發明實施例中的技術方案為解決上述技術問題，總體思路如下：
在發射端，對待傳輸的數據進行調製和放大，並通過放大之後的信號產生磁場，並通過磁場進行傳輸，從而實現了磁感應通訊，進而避免了聲噪音和光噪聲的介入。
為了更好地理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
參見圖1，本發明實施例提供的數據的發送方法，至少包括：
步驟S110：對待傳輸的數據進行調製；
對本步驟進行說明：
對待傳輸的數據進行低頻載波調製。
步驟S120：對調製之後的信號進行放大；
對本步驟進行說明：
對調製之後的信號進行功率放大。
步驟S130：通過放大之後的信號產生磁場，並通過磁場進行傳輸；
對本步驟進行說明：
將放大之後的信號通入發射線圈，產生磁場，並通過磁場對數據進行傳輸。
參見圖2，本發明實施例提供的數據的發送系統，至少包括：
調製模塊100，用於對待傳輸的數據進行調製；
在本實施例中，調製模塊100，具體用於對待傳輸的數據進行低頻載波調製。
具體地，選用由EXAR公司生產的晶片XR2206作為調製模塊100。參見圖3，在利用晶片XR2206進行FSK調頻時，1腳接地，9腳為數字電平輸入引腳。2腳為信號輸出引腳，3腳為乘法器與正弦波調整器的輸出端，所接電阻R38的作用是調節輸出的幅度，即2腳輸出信號幅度正比於3腳外接電阻。對於正弦FSK波形來說，Vout(p-p)≈0.6R38(V)。13腳和14腳的電阻R36用來調節正弦波的畸變。內部的壓控振蕩器VCO實際上是一個輸出頻率與輸入電流成正比的可控振蕩器，其振蕩頻率取決於定時電容和電阻，該VCO的定時電阻端有兩引腳，與地之間可以接兩個電阻。在9腳輸入FSK調製信號,控制電流開關,選擇7腳或8腳的定時電阻接入壓控振蕩器,即改變振蕩頻率，以方便地組成FSK調製器。當9腳輸入低電平0時,8腳的定時電阻R44、可變電阻R46接入壓控振蕩器。調節電位器R46,產生空號頻率f2。當9腳輸入高電平1時,7腳的定時電阻R43、可變電阻R45接入壓控振蕩器。調節電位器R45,產生傳號頻率f1,從而實現頻移鍵控,完成FSK調製。由VCO產生的振蕩波形經正弦波調整器後,獲得失真很小的FSK調頻波,並由2腳輸出。當9腳無輸入信號時(即輸入為0時),2腳輸出穩定的正弦波信號,其頻率為f1。VCO的定時電容C31應選用溫度穩定性好的電容,最好是雲母電容或聚丙烯電容。
設9腳為高電平時，對應的輸出頻率f1＝24.7kHz；9腳為低電平時，對應的輸出頻率f2＝27.4kHz，波特率fb＝2400b/s。取定時電容C31＝330pF，根據以下公式確定元件相關參數，實際應用時適當調整參數。
a.定時電阻R1＝1/f1C31＝1/(24.7×330)＝122.68kΩ；
b.定時電阻R2＝1/f2C31＝1/(27.4×330)＝＝110.60kΩ。
取R43＝R44＝100kΩ，R45＝R46＝50kΩ，13腳與14腳串入200Ω電阻可以改善輸出波形。
放大模塊200，用於對調製之後的信號進行放大；
具體地，放大模塊200，用於對調製之後的信號進行功率放大；
在本實施例中，放大模塊200為UTC公司生產的晶片LM1875，其主要技術指標如下：
a.電壓範圍：6-40V；
b.靜態電流：50mA；
c.輸出功率：25W；
d.諧波失真：0.015％；
e.額定增益：26dB；
f.轉換速率：18V/μS。
發射線圈300，用於對放大之後的信號進行傳輸；
具體地，發射線圈300為螺旋管結構。
通過本發明實施例對數據進行發送的過程如下：
通過調製模塊100對待傳輸的數據進行低頻載波調製，並通過放大模塊200進行信號放大，並在發射線圈300產生一定的交變電流。利用交變的電流在線圈周圍產生交變的磁場，並向外擴散，實現對數據的發送。
【技術效果】
將待傳輸的數據進行低頻載波調製、信號放大和功率放大後，在發射線圈300產生一定的交變電流。利用交變的電流會在線圈周圍產生交變的磁場，實現了磁感應通訊，從而避免了聲噪音和光噪聲的介入。
本發明實施例通過電磁感應的原理，實現了磁感應通訊。系統的特點是結構簡單、抗環境幹擾能力強，能在水、油、有害氣體等惡劣環境中使用。與採用光學、聲學的通訊方案相比，在材料要求、費用等方面，有很大的優勢。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。