高速水下激光通信系统与组网技术设计与验证

本文主要探讨了水下高速激光通信系统及组网技术的研究，这是一种利用蓝绿波段光线在水下环境中进行高效通信的新方法。系统的核心设计基于STM32F407微控制器和AD9660激光驱动芯片，它们分别构建了光发射机和光接收机部分。光发射机采用了数字脉冲间隔调制(DPIM)技术，通过PIN光电二极管将电信号转化为光信号，确保信号的精确传输。接收端则包括光电探测器、信号调理电路、自动增益控制电路以及解调电路，这些组件协同工作，能够有效地捕捉并处理接收到的光信号，实现10/100 Mbps的以太网数据通信。 该系统特别适合于水下点对点通信，实验证明其在50米深度下能实现1 Mb/s的高速率通信，具有低误码率的优势。这在很大程度上弥补了传统水声通信技术在带宽和传输速度上的不足，特别是在中短距离的水下设备间数据采集与组网中，激光通信提供了更为高效的选择。系统设计充分考虑了水下环境的特殊性，如光照强度变化和噪声干扰，通过自动增益控制来稳定接收信号，提高了通信的可靠性。 文章进一步指出，水下激光通信与LED光通信相比，激光光源具有更小的发散角和更远的传输距离，更适合于中短距离的传感器节点组网。结合水声通信，可以形成长距离和中短距离相结合的通信网络，使得多传感器的无线组网更加全面和有效。通过集成控制单元、灵活的数据交互接口以及对环境变化的适应性，这种激光通信系统为未来水下物联网（IoT）应用提供了强大的技术支持。 总结来说，本文的核心贡献在于提出了一种新型的水下高速激光通信系统，它在技术上实现了对传统水声通信的突破，为水下设备之间的高效、稳定通信提供了创新解决方案，对于推进水下智能设备的网络化和智能化发展具有重要意义。