一种使用可见光的水下通信设备及其使用方法与流程

本发明涉及水下通信技术领域，具体涉及一种使用可见光的水下通信设备及其使用方法。

背景技术：

近年来，随着人们对海洋探测的不断深入，对于水下无线通信技术的要求也越来越高；通常作为水下无线通信，有鱼探测器、深海探测器和声纳探测器等，近年来，还开发了使用超声波执行水下无线通信。

在现有技术中，一种能够通过根据水下生成的多径最小话信号干扰来提高信息传输效率的设备，通过提高水下无线通信中的传输效率，提供有效的传输信息，然而在现有技术中，由于仅仅通过超声波传输信号，导致通信的带宽较短，使数据的传输速度较慢；而且使用如超声波传感器和信道编码器的实现设备往往需要很高的成本，另外，通过超声波进行传输信号的安全性较差，容易被窃听。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种使用可见光的水下通信设备及其使用方法，克服了现有技术的不足，本发明通过使用led照明灯产生照明信号，在水下进行通信，从而提高了数据的传输速度；并且本发明采用led照明灯在水下进行通信，而水下的环境对于可见光来说会受到相对较小的干扰，因此更有利于信号的传输与接收，并且采用led照明灯在水下进行通信与现有技术相比更为廉价；通过滤波器单元能够去除在传输过程中错误接收的电信号的错误带宽，从而提高信号传输的准确性；而且使用led照明灯进行通信使得能够执行宽带通信，从而提高信号传输的安全性。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种使用可见光的水下通信设备，包括氧气面罩，所述氧气面罩顶部固定安装有信号接收单元，所述信号接收单元用于识别水下可见光信号并将可见光信号转换为电信号，所述氧气面罩两边固定安装有输出单元，所述输出单元用于将电信号转换为数据信号并输出，所述氧气面罩前端固定安装有输入单元，所述输入单元用于在水下接收数据信号并将数据信号转换为电信号，所述输入单元通过线缆连接信号发送单元，所述信号发送单元内固定安装有led照明灯，所述信号发送单元将输入单元转换的电信号驱动led照明灯产生照明信号，所述信号接收单元、输出单元、输入单元和信号发送单元均防水。

优选地，所述信号接收单元包括用于识别可见光信号的可见光感光单元、用于将可见光信号进行放大的放大器、用于将可见光信号转换为电信号的解调单元和用于对电信号进行滤波的滤波器单元，所述滤波器单元将滤波后的电信号传输到输出单元。

优选地，所述可见光感光单元为光电二极管。

优选地，所述输出单元为耳机或监视器，所述输入单元为麦克风或触摸板，所述数据信号为音频信号或模拟信号。

优选地，所述信号发送单元包括用于调整输入单元所转换的电信号强度的信号幅度调整单元、用于驱动led照明灯产生照明信号的led驱动单元、用于对调整后的电信号进行求和以及照明信号产生复合光信号的信号求和单元和用于调节复合光信号的波长并发射可见光信号的可见光发射单元。

优选地，所述信号发送单元表面设置有模式选择开关，所述模式选择开关能够选择自动模式、照明模式、通信模式和关闭模式。

优选地，所述信号发送单元表面固定连接有把手。

优选地，所述信号发送单元下方固定连接有腕带。

本发明还提供一种使用可见光的水下通信设备在水下传输数据信号的方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将led驱动单元设置为自动模式或通信模式；

步骤二：在水下将数据信号输入到输入单元，通过输入单元将数据信号转换成电信号；

步骤三：通过信号幅度调整单元调整电信号的幅度；

步骤四：在led驱动单元中产生照明信号；

步骤五：通过信号求和单元中，对调整幅度后的电信号和照明信号进行求和，以产生复光信号；

步骤六：通过可见光发射单元，将复光信号转换为可见光信号并将可见光信号传输出去。

本发明还提供一种使用可见光的水下通信设备在水下接收数据信号的方法，具体包括以下步骤：

步骤七：通过可见光感光单元，识别从水下信号发送单元发射的可见光信号；

步骤八：再通过放大器放大可见光信号；

步骤九：通过解调单元将放大的可见光信号转换为电信号；

步骤十：通过滤波器单元对电信号进行滤波并传输给输出单元；

步骤十一：通过输出单元将滤波后的电信号转换为数据信号并输出数据信号。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种使用可见光的水下通信设备及其使用方法。具备以下有益效果：本发明通过使用led照明灯产生照明信号，在水下进行通信，从而提高了数据的传输速度；并且本发明采用led照明灯在水下进行通信，而水下的环境对于可见光来说会受到相对较小的干扰，因此更有利于信号的传输与接收，并且采用led照明灯在水下进行通信与现有技术相比更为廉价；通过滤波器单元能够去除在传输过程中错误接收的电信号的错误带宽，从而提高信号传输的准确性；而且使用led照明灯进行通信使得能够执行宽带通信，从而提高信号传输的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为使用本发明设备实施例一的结构视图；

图2为根据本发明的方框配置图；

图3为使用本发明设备实施例二的结构视图；

图中标号说明：

1、氧气面罩；2、信号接收单元；201、可见光感光单元；202、放大器；203、解调单元；204、滤波器单元；3、输出单元；4、输入单元；5、信号发送单元；501、信号幅度调整单元；502、led驱动单元；503、信号求和单元；504、可见光发射单元；6、led照明灯；7、模式选择开关；8、把手；9、腕带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种使用可见光的水下通信设备，包括氧气面罩1，所述氧气面罩1顶部固定安装有信号接收单元2，所述信号接收单元2用于识别水下可见光信号并将可见光信号转换为电信号，所述氧气面罩1两边固定安装有输出单元3，所述输出单元3用于将电信号转换为数据信号并输出，所述氧气面罩1前端固定安装有输入单元4，所述输入单元4用于在水下接收数据信号并将数据信号转换为电信号，所述输入单元4通过线缆连接信号发送单元5，所述信号发送单元5内固定安装有led照明灯6，所述信号发送单元5将输入单元4转换的电信号驱动led照明灯6产生照明信号，所述信号接收单元2、输出单元3、输入单元4和信号发送单元5均防水。其中，信号接收单元2、输出单元3、输入单元4和信号发送单元5可以彼此连接。

所述信号接收单元2包括用于识别可见光信号的可见光感光单元201、用于将可见光信号进行放大的放大器202、用于将可见光信号转换为电信号的解调单元203和用于对电信号进行滤波的滤波器单元204，所述滤波器单元204将滤波后的电信号传输到输出单元3。

所述可见光感光单元201为光电二极管。

所述输出单元3为耳机或监视器，所述输入单元4为麦克风或触摸板，所述数据信号为音频信号或模拟信号。但所述输入单元4也可以是能够输入各种信号的设备，所述数据信号也可以是各种信号。

所述信号发送单元5包括用于调整输入单元4所转换的电信号强度的信号幅度调整单元501、用于驱动led照明灯6产生照明信号的led驱动单元502、用于对调整后的电信号进行求和以及照明信号产生复合光信号的信号求和单元503和用于调节复合光信号的波长并发射可见光信号的可见光发射单元504。

所述信号发送单元5表面设置有模式选择开关7，所述模式选择开关7能够选择自动模式、照明模式、通信模式和关闭模式。其中，自动模式能够自动生成照明信号，照明模式能够始终驱动led照明，通信模式能够始终生成照明信号，关闭模式为关闭电源，从而使使用者能够自主选择各种模式中的任何一个。

实施例一，参照附图1，所述信号发送单元5表面固定连接有把手8。通过把手8便于使用者携带信号发送单元5和传输可见光信号。

实施例二，参照附图3，所述信号发送单元5下方固定连接有腕带9。通过腕带9使使用者能够将信号发送单元5佩戴在手腕上，从而既能够腾出手携带其他装置，也便于传输可见光信号。

本发明还提供一种使用可见光的水下通信设备在水下传输数据信号的方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将led驱动单元502设置为自动模式或通信模式；

步骤二：在水下将数据信号输入到输入单元4，通过输入单元4将数据信号转换成电信号；

步骤三：通过信号幅度调整单元501调整电信号的幅度；

步骤四：在led驱动单元502中产生照明信号；

步骤五：通过信号求和单元503中，对调整幅度后的电信号和照明信号进行求和，以产生复光信号；

步骤六：通过可见光发射单元504，将复光信号转换为可见光信号并将可见光信号传输出去。

本发明还提供一种使用可见光的水下通信设备在水下接收数据信号的方法，具体包括以下步骤：

步骤七：通过可见光感光单元201，识别从水下信号发送单元5发射的可见光信号；

步骤八：再通过放大器202放大可见光信号；

步骤九：通过解调单元203将放大的可见光信号转换为电信号；

步骤十：通过滤波器单元204对电信号进行滤波并传输给输出单元3；

步骤十一：通过输出单元3将滤波后的电信号转换为数据信号并输出数据信号。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。