一种使用超声波传递能量和数据的传输方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及超声波通信技术领域，特别是指一种使用超声波传递能量和数据的传 输方法及系统。
【背景技术】
[0002] 第一篇发表的有关无线穿钢的传输系统是1990年6月由法国石油研究所发明的 专利，该系统使用电感禪合的方法进行信号传输。在船壁导电表面的两点之间放置一个可 W注入电流和调制传感器数据的仪器。该个电流产生一个小的磁场可W被外壁内部的一个 独立的仪器检测到。该篇专利没有提供该个系统的传输效率或能力。当使用趋肤深度很小 的厚金属壁时该种电感禪合方式传输信号的方式是很低效的，导致该种技术在大多数能量 传输应用中是不切实际的。
[0003] 2000年9月，一个海洋研究机构发表了一篇声频调制解调系统的论文，用声音穿 过船壁来传递数据。具体来说，该个技术最初是用来观察世界气象和海洋数据。两个声频 调制解调单元固定在船壁的两侧从而形成一个压电换能器。使用移频键控来调制原载波上 的数字数据，该调制载波穿过压电换能器即在声频调制解调器之间传输，该个系统没有使 用能量传输，而是用电池来为每个声频调制解调单元供电，且由于船壁中强烈的声反射，该 个系统只能达到20个符号每秒的波特率，传输效率低。
[0004] 2009年纽卡斯尔大学的一个研究小组发表了两篇基于电磁声换能器的文章。为了 达到1Mbps的数据传输速率使用QPSK调制和反馈均衡器来补偿符号间干扰。电感禪合技 术和压电超声波技术都可W用于电信号无损穿过固体金属屏障。然而由于密闭金属容器的 法拉利电磁屏蔽效应，使得电感禪合技术的传输效率很低，并且需要在较低频率处工作。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种使用超声波传递能量和数据的传输方法及 系统，W解决现有技术所存在的金属信道中信号传输效率低的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种使用超声波传递能量和数据的传输 方法，包括：
[0007] 获取能量信号，并将获取的所述能量信号接入第一匹配网络进行共辆阻抗匹配； [000引将匹配后的所述能量信号通过金属信道接入第二匹配网络进行共辆阻抗匹配；
[0009] 获取数据信号，并将获取的所述数据信号接入第=匹配网络进行共辆阻抗匹配；
[0010] 将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网络进行共辆阻抗匹 配。
[0011] 可选地，所述金属信道包括；发射端换能器、金属板和接收端换能器，所述将匹配 后的所述能量信号通过金属信道接入第二匹配网络进行共辆阻抗匹配包括：
[0012] 通过所述发射端换能器将匹配后的所述能量信号由电能转化为超声波；
[0013] 将转化为超声波的所述能量信号穿过所述金属板传输至所述接收端换能器；
[0014] 通过所述接收端换能器将所述能量信号由超声波转化为电能后接入第二匹配网 络进行共辆阻抗匹配；
[0015] 所述将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网络进行共辆阻 抗匹配包括：
[0016] 通过所述发射端换能器将匹配后的所述数据信号由电能转化为超声波；
[0017] 将转化为超声波的所述数据信号穿过所述金属板传输至所述接收端换能器；
[0018] 通过所述接收端换能器将所述数据信号由超声波转化为电能后接入第四匹配网 络进行共辆阻抗匹配。
[0019] 可选地，所述方法还包括：
[0020] 利用集成电路通用模拟程序建立金属信道模型在仿真环境下确定所述数据信号 和所述能量信号的传输的性能。
[0021] 可选地，所述获取数据信号，并将获取的所述数据信号接入第=匹配网络进行共 辆阻抗匹配包括：
[0022] 获取数据信号；
[0023] 通过发射端信号处理器对获取的所述数据信号进行(FDM调制；
[0024] 将调制后的所述数据信号转化为模拟信号并接入第=匹配网络进行共辆阻抗匹 配。
[0025] 可选地，所述将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网络进行 共辆阻抗匹配之后包括：
[0026] 将从第四匹配网络进行共辆阻抗匹配后输出的所述数据信号接入低噪放大器；
[0027] 通过模数转换器将放大后的所述数据信号转化为数字信号；
[002引通过接收端信号处理器对所述数字信号进行(FDM解调。
[0029] 另一方面，本发明实施例还提供一种使用超声波传递能量和数据的传输系统，包 括：
[0030] 第一匹配单元：用于获取能量信号，并将获取的所述能量信号接入第一匹配网络 进行共辆阻抗匹配；
[0031] 第二匹配单元：用于将匹配后的所述能量信号通过金属信道接入第二匹配网络进 行共辆阻抗匹配；
[0032] 第=匹配单元；用于获取数据信号，并将获取的所述数据信号接入第=匹配网络 进行共辆阻抗匹配；
[0033] 第四匹配单元：用于将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网 络进行共辆阻抗匹配。
[0034] 可选地，所述金属信道包括；发射端换能器、金属板和接收端换能器，所述第二匹 配单元包括：
[0035] 第一转换模块：用于通过所述发射端换能器将匹配后的所述能量信号由电能转化 为超声波；
[0036] 第一传输模块：用于将转化为超声波的所述能量信号穿过所述金属板传输至所述 接收端换能器；
[0037] 第一匹配模块：用于通过所述接收端换能器将所述能量信号由超声波转化为电能 后接入第二匹配网络进行共辆阻抗匹配；
[003引所述第四匹配单元包括：
[0039] 第二转换模块：用于通过所述发射端换能器将匹配后的所述数据信号由电能转化 为超声波；
[0040] 第二传输模块：用于将转化为超声波的所述数据信号穿过所述金属板传输至所述 接收端换能器；
[0041] 第二匹配模块：用于通过所述接收端换能器将所述数据信号由超声波转化为电能 后接入第四匹配网络进行共辆阻抗匹配。
[0042] 可选地，还包括；
[0043] 仿真单元；用于利用集成电路通用模拟程序建立金属信道模型在仿真环境下确定 所述数据信号和所述能量信号的传输的性能。
[0044] 可选地，所述第S匹配单元包括：
[0045] 获取模块；用于获取数据信号；
[0046] 调制模块；用于通过发射端信号处理器对获取的所述数据信号进行OFDM调制；
[0047] 第S匹配模块；用于将调制后的所述数据信号转化为模拟信号并接入第S匹配网 络进行共辆阻抗匹配。
[0048] 可选地，所述系统还包括：
[0049] 放大单元；用于将从第四匹配网络进行共辆阻抗匹配后输出的所述数据信号接入 低噪放大器；
[0化0] 模数转换单元：用于通过模数转换器将放大后的所述数据信号转化为数字信号；
[0化1] 解调单元；用于通过接收端信号处理器对所述数字信号进行(FDM解调。
[0化2] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0化3] 上述方案中，通过将获取的所述能量信号接入第一匹配网络进行共辆阻抗匹配， 并将匹配后的所述能量信号通过金属信道接入第二匹配网络进行共辆阻抗匹配；同时将获 取的所述数据信号接入第=匹配网络进行共辆阻抗匹配，将匹配后的所述数据信号通过所 述金属信道接入第四匹配网络进行共辆阻抗匹配。该样，通过第一、第二、第=及第四匹配 网络优化所述数据信号及所述能量信号的传输链路，并且所述能量信号能够为参与传输的 每个器件提供能源，从而提高了所述能量信号及所述数据信号的传输效率。
【附图说明】
[0化4] 图1为本发明实施例提供的使用超声波传递能量和数据的传输方法流程图； [0055] 图2为本发明实施例提供的能量传输链路和数据传输链路的结构示意图；
[0化6] 图3为本发明实施例提供的加入第一匹配网络和第二匹配网络的能量传输链路 的电路图；
[0化7] 图4为本发明实施例提供的电压源、金属信道及负载的反射示意图；
[0化引图5为本发明实施例提供的金属信道的Pspice电路图；
[0059] 图6为本发明实施例提供的钢板厚度为10mm时匹配前后的功率变化曲线；
[0060] 图7为本发明实施例提供的钢板厚度为10mm时匹配前后的效率变化曲线；
[0061] 图8为本发明实施例提供的钢板厚度为11. 67mm时匹配前后的功率变化曲线；
[0062] 图9为本发明实施例提供的钢板厚度为11. 67mm时匹配前后的效率变化曲线；
[0063] 图10为本发明实施例提供的钢板厚度为28mm时匹配前后的功率变化曲线；
[0064] 图11为本发明实施例提供的钢板厚度为28mm时匹配前后的效率变化曲线；
[0065] 图12为本发明实施例提供的数据传输链路脉冲响应；
[0066] 图13为本发明实施例提供的发射端数据处理原理图；
[0067] 图14为本发明实施例提供的接收端数据处理原理图；
[0068] 图15为本发明实施例提供的使用超声波传递能量和数据的传输系统的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0069] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0070] 本发明针对现有的金属信道中信号传输效率低的问题，提供一种使用超声波传递 能量和数据的传输方法及系统。
[0071] 实施例一
[0072] 参看图1所示，本发明实施例提供的使用超声波传递能量和数据的传输方法，包 括：
[0073] 获取能量信号，并将获取的所述能量信号接入第一匹配网络1进行共辆阻抗匹 配；
[0074] 将匹配后的所述能量信号通过金属信道接入第二匹配网络2进行共辆阻抗匹配；
[0075] 获取数据信号，并将获取的所述数据信号接入第=匹配网络9进行共辆阻抗匹 配；
[0076] 将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网络10进行共辆阻抗 匹配。
[0077] 本发明实施例所述的使用超声波传递能量和数据的传输方法，将获取的所述能量 信号接入第一匹配网络1进行共辆阻抗匹配，并将匹配后的所述能量信号通过金属信道接 入第二匹配网络2进行共辆阻抗匹配；同时将获取的所述数据信号接入第S匹配网络9进 行共辆阻抗匹配，将匹配后的所述数据信号通过所述金属信道接入第四匹配网络10进行 共辆阻抗匹配。该样，通过第一、第二、第=及第四匹配网络优化