一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案

为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿态地摆放于巷道之中,并能实现更广范围的信号覆盖;其次,为消除因接收线圈间近场耦合作用而产生的信号干扰,将接收机3个天线设置成共用1个圆心且两两相互正交的空间结构;最后,以远距离通信场景下收发线圈间的弱耦合情况为依据,建立一套与接收方案相对应的等效电路模型,并搭建仿真实验平台,分析提出的方案的通信性能。研究结果表明:三轴正交磁感应透地通信接收方案的信号接收强度可达到同等通信距离下理想信号强度的57.7%以上,接收功率可达到最优接收功率的33.33%以上。本文提出的方案解决了单轴线圈接收方案中的通信盲区问题,且有效提高了远距离磁感应透地通信系统的覆盖范围和对应急救援场景的适应性。

远距离磁感应透地通信信道容量分析

为优化远距离磁感应透地通信理论与技术,针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况,提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法.基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型,通过对收发电路进行等效变换,在考虑涡流效应的条件下计算接收机负载电阻所获得的接收功率;引入接收负载上的热噪声,根据香农公式可确定磁感应透地通信的信道容量.仿真表明,远距离透地通信的透地信道容量随透地通信距离的增大而显著减小,但在数百米的透地通信距离下仍可以有数千到数百bit/s的信道容量.通过合理设计透地通信的调制方式,有利于充分利用有限的透地信道容量,以使透地通信系统在较大透地通信距离下满足语音与信息的传输需求.

基于OneNET的老人健康管理系统设计

随着中国老龄化社会的加速,越来越多的人正步入老年人行列。老年人的自理能力和自我保护能力严重下降,其健康问题受到了广泛的关注。针对老年人健康管理问题设计了基于OneNET的老人健康管理系统,主要包括睡眠监测器,运动监测器和客户端应用软件,可实现心率和呼吸等健康指标数据的监测及分析。当老人意外摔倒时,能及时报警和定位,实现对老人身体健康状况的管理。