Progettazione e sviluppo di un modem acustico subacqueo per acque poco profonde e comunicazioni a corto raggio

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Titolo originale:

Design and Development of Underwater Acoustic Modem for Shallow Waters and Short Range Communication

Contenuto del libro:

Tesi di laurea magistrale dell'anno 2014 nella materia Ingegneria - Ingegneria navale, Ingegneria oceanica, corso: Electronics Systems Design, language: English, abstract: I modem acustici subacquei esistenti sono progettati per gli oceani profondi e per comunicazioni a lungo raggio che comportano un immenso consumo di energia e costi elevati. Questi modem acustici subacquei a lungo raggio non sono adatti per l'impiego in reti di sensori subacquei, pertanto si è scelto di progettare e sviluppare un modem acustico subacqueo che operi in acque poco profonde, al di sotto dei 100 metri, e a corto raggio.

La rete di sensori wireless subacquei è una tecnologia contemporanea che può essere applicata nei settori della sicurezza, della sorveglianza, militare, commerciale, industriale e ambientale. Lo svantaggio principale è che i tradizionali modem acustici subacquei non possono essere utilizzati per le reti di sensori subacquei. Questo lavoro si concentra sulla ricerca e sullo sviluppo di un modem acustico subacqueo per acque poco profonde e comunicazioni a corto raggio.

La teoria di base necessaria per comprendere l'acustica e per modellare le caratteristiche uniche del canale subacqueo è descritta in dettaglio. Sono stati esplorati diversi concetti per modellare e implementare le funzionalità del trasmettitore e del ricevitore, convergendo verso la scelta dei concetti più adatti.

Il sistema modellato è stato simulato per diverse condizioni di canale, quali profondità, portata e rumore ambientale indotto. I risultati sono stati analizzati per concludere le prestazioni del sistema. Il sistema modellato è in grado di operare in modo efficiente per una profondità di 30 m, 50 m e 70 m e per una portata fino a 50 m.

L'hardware è stato sviluppato utilizzando un numero minimo di componenti come prova di concetto per un'efficiente trasmissione e ricezione di dati utilizzando segnali acustici. L'hardware è stato testato per operare in modo efficiente in aria, ma per il futuro si suggeriscono test hardware per l'uso sottomarino, che forniranno prestazioni molto migliori dal momento che l'acustica è più forte.