用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器

摘要

本申请提出一种用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器，其中，用于潜水的通信方法包括：船载通信器及潜水通信器，所述船载通信器包括：LiFi接收器，用于接收LiFi信号；追踪器，用于对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息，并根据所述潜水者的位置信息调整所述LiFi接收器的接收角度；所述潜水通信器包括：信号采集器，用于采集发送信号；LiFi发送器，用于发送LiFi信号。通过在潜水通信器和船载通信器中分别设置LiFi发送器和LiFi接收器，利用LiFi实现潜水时潜水通信器和船载通信器的通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

说明书

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器。

背景技术

目前，为了进行水下查勘、打捞、修理、水下工程等作业及水下娱乐等项目，经常需要在水下进行通信。

相关技术中，通常利用无线通信技术进行水下通信。然而，由于海水是良导体，趋肤效应严重影响电磁波在海水中的传输，因此在陆地上广为应用的无线电波在水下无法应用，即使是利用超长波通信，其穿透海水的深度也极其有限，因此目前的水下无线通信系统仅能实现短距离通信。为了实现更远距离的水下通信，超低频通信系统投入研制，但超低频通信系统的成本高，数据传输速率低，易被外界发现和破坏，安全性差。

发明内容

本申请实施例提出一种用于潜水的通信系统、方法、船载通信器及潜水通信器，用于解决相关技术中，利用无线通信技术进行水下通信的方式成本高、数据传输速率低、易被外界发现和破坏、安全性差的技术问题。

为此，本申请一方面实施例提出一种用于潜水的通信系统，包括：船载通信器和潜水通信器，所述船载通信器包括：LiFi接收器，用于接收LiFi信号；追踪器，用于对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息，并根据所述潜水者的位置信息调整所述LiFi接收器的接收角度；所述潜水通信器包括：信号采集器，用于采集发送信号；LiFi发送器，用于发送LiFi信号。

本申请另一方面实施例提出了一种用于潜水的通信方法，包括：船载通信器对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息；根据所述潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度；利用所述LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号。

本申请另一方面实施例提出了一种用于潜水的通信方法，包括：潜水通信器采集发送信号；利用LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号。

本申请另一方面实施例提出了一种船载通信器，包括LiFi接收器，用于接收LiFi信号；追踪器，用于对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息，并根据所述潜水者的位置信息调整所述LiFi接收器的接收角度。

本申请另一方面实施例提出了一种潜水通信器，包括信号采集器，用于采集发送信号；LiFi发送器，用于向船载通信器发送LiFi信号。

本申请另一方面实施例提出了一种船载通信器，包括存储器、处理器、LiFi接收器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第二方面所述的用于潜水的通信方法。

本申请另一方面实施例提出了一种潜水通信器，包括：存储器、处理器、LiFi发送器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第三方面实施例所述的用于潜水的通信方法。

本申请的又一方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，以实现第二方面实施例或第三方面实施例所述的用于潜水的通信系统。

本申请公开的技术方案，具有如下有益效果：

通过在潜水通信器和船载通信器中分别设置LiFi发送器和LiFi接收器，利用LiFi实现潜水时潜水通信器和船载通信器的通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一个实施例的用于潜水的通信系统的结构示意图；

图2为本申请一个实施例的用于潜水的通信方法的流程示意图；

图3为本申请另一个实施例的用于潜水的通信方法的流程示意图；

图4为本申请一个实施例的船载通信器的结构示意图；

图5为本申请一个实施例的潜水通信器的结构示意图；

图6为本申请一个实施例的船载通信器的结构示意图；

图7为本申请一个实施例的潜水通信器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例针对相关技术中，利用无线通信技术进行水下通信的方式成本高、数据传输速率低、易被外界发现和破坏、安全性差的技术问题，提出一种用于潜水的通信系统。

本申请实施例提出的用于潜水的通信系统，包括船载通信器和潜水通信器，其中船载通信器包括：光保真(Light Fidelity,简称LiFi)接收器，用于接收LiFi信号；追踪器，用于对潜水者进行追踪以获取潜水者的位置信息，并根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度；潜水通信器包括：信号采集器，用于采集发送信号；LiFi发送器，用于发送LiFi信号。由此，通过在潜水通信器和船载通信器中分别设置LiFi发送器和LiFi接收器，利用LiFi实现潜水时潜水通信器和船载通信器的通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

下面参考附图描述本申请实施例的用于潜水的通信系统、方法、船载通信器、潜水通信器及计算机可读存储介质。

首先结合附图1，对本申请实施例提供的用于潜水的通信系统进行具体说明。

图1为本申请一个实施例的用于潜水的通信系统的结构示意图。

如图1所示，本申请的用于潜水的通信系统可以包括：船载通信器1和潜水通信器2。

其中，船载通信器1包括：LiFi接收器11和追踪器12；

LiFi接收器11，用于接收LiFi信号；

追踪器12，用于对潜水者进行追踪以获取潜水者的位置信息，并根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器11的接收角度。

潜水通信器2包括：信号采集器21和LiFi发送器22；

信号采集器21，用于采集发送信号；LiFi发送器22，用于发送LiFi信号。

具体的，本申请实施例中的船载通信器1，可以是任意能够配置在船上，具有LiFi接收器的设备，比如可以是手机、船载电脑等，本申请对此不作限制，以实现与潜水者通过LiFi进行通信。潜水通信器2，可以是任意能够被潜水者携带入水下，具有LiFi发送器的设备，比如可以是智能手机、平板电脑、个人数字助理、智能穿戴系统等等，以实现与船上的船载通信器1通信。

其中，信号采集器21采集的发送信号可以是潜水者的语音信号，也可以是潜水者的生理信号，比如潜水者的血压、脉搏、体温等等，本申请对此不作限制。相应的，信号采集器21可以包括语音信号采集模块，用于采集潜水者的语音信号，以及生理信号采集模块，用于采集潜水者的生理信号。其中，语音信号采集模块，可以包括麦克风等传感器。

LiFi发送器21可以包括LED阵列，LiFi发送器21可以可见光或非可见光方式发送LiFi信号。比如，LiFi发送器21可以工作在红外频段，从而提高潜水通信器2与船载通信器1的传输距离。

LiFi接收器11可以包括光感二极管(Photo diode,简称PD)阵列，或者其它任意能够接收LiFi发送器22发出的可见光或非可见光的器件，本申请对此不作限制。

具体实现时，潜水通信器2可以采集潜水者的语音信号和/或生理信号，并通过LiFi发送器发送至船载通信器1。船载通信器1中配置有LiFi接收器11，从而船载通信器1可以接收到潜水通信器2发送的潜水者的语音信号和/或生理信号。

可以理解的是，由于潜水者在水下时，其位置可能不是固定的，而光线是沿直线传播的，因此为了保证潜水者无论处在船的哪个方位，船载通信器1均能通过LiFi接收器11接收到潜水通信器2通过LiFi发送器22发送的LiFi信号，LiFi接收器11需要能够随光源的位置调整接收角度。那么，在本申请实施例中，船载通信器1中可以包括追踪器12，用于对潜水者进行追踪以获取潜水者的位置信息，并根据位置信息调整LiFi接收器12的接收角度。

具体实现时，追踪器12可以通过多种方式追踪潜水者以获取潜水者的位置信息。在示例性实施例中，潜水者携带的潜水通信器2中可以包括红外发射器，红外发射器能够发射红外定位信号，从而追踪器12可以追踪红外发射器发射的红外定位信号，以获取潜水者的位置信息。

进一步的，船载通信器1通过追踪器12获取潜水者的位置信息后，可以通过多种方式调整LiFi接收器11的接收角度。

比如，LiFi接收器11包括的PD阵列可以为半球形，从而可以通过控制PD阵列中部分PD开启以调整LiFi接收器11接收LiFi信号的接收角度，以使接收角度与潜水者的LiFi发送器22对应。

或者，比如，LiFi接收器11中可以包括承载LiFi接收器的底座，以及驱动基座转动的驱动器。从而可以通过驱动器，根据追踪器确定的潜水者的位置信息，驱动基座转动以使LiFi接收器11的接收角度与潜水者的LiFi发送器22对应。

需要说明的是，本申请实施例中的船载通信器1，也可以应用在其它水上设备中，比如水上基站、水边陆地上的通信设备中，等等，本申请对此不作限制。

可以理解的是，本申请实施例提供的用于潜水的通信系统，通过潜水通信器2的LiFi发送器21发出的可见光或非可见光，将潜水者的语音信号和/或生理信号实时发送至船载通信器1，从而船载通信器1可以接收到潜水者的语音信号，并了解潜水者的生理状态，以便在危险时刻及时进行救济。由于LiFi发送器22、红外发射器和LiFi接收器11等光谱器件的体积小，价格低，因此通信器方便携带，成本低，且由于光波波长短，收发天线尺寸小，可以大幅减少重量。且光的波束有较好的方向性，因此不容易被外界发现或干扰，使得潜水者与船的通信具有很高的安全性。另外，LiFi通信抗电磁干扰能力强，不受海水温度和盐度的影响，因此通信的距离更远，可以使潜水者进入更深的海域潜水。另外，光波在水中的传输带宽更宽，传输速率大，时延低，使得水下大信息容量数据的快速传输成为可能。且由于光波频率高，信息承载能力强，因此可以组建大容量无线通信链路。

另外，目前在海洋水面下有多种无线传感器网络由多个低成本，低功耗，多功能的集成化微传感器节点组成，用于数据采集，无线通信和信息处理。将此类传感器节点布置在一个特定的区域内，可形成无线传感器自组织网络，相互之间通过本申请提供的LiFi通信方式，可以实现Mesh组网通信，为实现多点化，立体化，长时序和大空间尺度的海洋环境监测提供技术支撑。

本申请实施例提供的用于潜水的通信系统包括船载通信器和潜水通信器，船载通信器包括LiFi接收器，用于接收LiFi信号；追踪器，用于对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息，并根据所述潜水者的位置信息调整所述LiFi接收器的接收角度；潜水通信器包括：信号采集器，用于采集发送信号；LiFi发送器，用于发送LiFi信号。由此，通过在潜水通信器和船载通信器中分别设置LiFi发送器和LiFi接收器，利用LiFi实现潜水时潜水通信器和船载通信器的通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

下面参照附2描述本申请实施例提出的用于潜水的通信方法。

图2为本申请一个实施例的用于潜水的通信方法的流程示意图。

如图2所示，用于潜水的通信方法，包括：

步骤101，船载通信器对潜水者进行追踪以获取潜水者的位置信息。

具体的，本申请实施例提供的用于潜水的通信方法可以被配置在船载通信器中执行，船载通信器可以是任意能够配置在船上，具有LiFi接收器的设备，比如可以是手机、船载电脑等，以实现与潜水者通过LiFi进行通信，本申请对此不作限制。

具体的，船载通信器可以通过多种方式追踪潜水者以获取潜水者的位置信息。在示例性实施例中，潜水者携带的潜水通信器中可以包括红外发射器，红外发射器能够发射红外定位信号，从而船载通信器可以追踪红外发射器发射的红外定位信号，以获取潜水者的位置信息。

即，步骤101可以通过以下方式实现：

通过追踪潜水通信器包括的红外发射器发射的红外定位信号，获取潜水者的位置信息。

步骤102，根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度。

其中，LiFi接收器11可以包括PD阵列，或者其它任意能够接收LiFi信号的器件，本申请对此不作限制。

进一步的，船载通信器获取潜水者的位置信息后，可以通过多种方式调整LiFi接收器的接收角度。在示例性实施例中，船载通信器可以包括：承载LiFi接收器的基座和驱动基座转动的驱动器，从而可以通过驱动器，驱动基座转动以调整LiFi接收器的接收角度，以使LiFi接收器的接收角度与潜水者的LiFi发送器对应。

即，步骤102可以包括：

驱动器根据所述潜水者的位置信息，驱动所述基座转动以使所述LiFi接收器的接收角度与所述潜水者的LiFi发送器对应。

步骤103，利用LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号。

具体的，潜水通信器可以获取潜水者的语音信号和/或生理信号，并通过LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号，从而船载通信器可以通过LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号，以接收潜水者的语音信号并了解潜水者的生理状态。

需要说明的是，本实施例的用于潜水的通信方法的实施过程和技术原理参见前述对第一方面实施例的用于潜水的通信系统的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的用于潜水的通信方法，船载通信器对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息后，可以根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度，然后利用LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号。由此，通过在船载通信器中设置LiFi接收器，以接收潜水通信器发送的LiFi信号，实现了船载通信器利用LiFi与潜水通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

下面结合图3，描述本申请实施例提出的另一种用于潜水的通信方法。

图3为本申请另一个实施例的用于潜水的通信方法的流程示意图。

如图3所示，用于潜水的通信方法，包括：

步骤201，潜水通信器采集发送信号；

步骤202，利用LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号。

具体的，本申请实施例提供的用于潜水的通信方法可以被配置在潜水通信器中执行。其中，潜水通信器，可以是任意能够被潜水者携带入水下，具有LiFi发送器的设备，比如可以是智能手机、平板电脑、个人数字助理、智能穿戴系统等等，以实现与船上的船载通信器通信。

其中，发送信号可以是潜水者的语音信号，也可以是潜水者的生理信号，比如潜水者的血压、脉搏、体温等等，也可以是潜水者的语音信号和生理信号，本申请对此不作限制。

另外，由于潜水者在水下时，其位置可能不是固定的，而光线是沿直线传播的，因此为了保证潜水者无论处在船的哪个方位，船载通信器均能接收到潜水通信器通过LiFi发送器发送的LiFi信号，船载通信器还需要获取潜水者的位置，以根据潜水者的位置，对接收LiFi信号的LiFi接收器的接收角度进行调整。

那么，潜水通信器还需要将潜水者的位置信息发送给船载通信器，在本申请实施例中，潜水通信器可以包括红外发射器，从而通过红外发射器向船载通信器发射红外定位信号，以使船载通信器根据红外定位信号，获取潜水者的位置信息，以根据潜水者的位置信息，对接收LiFi信号的LiFi接收器的接收角度进行调整。

需要说明的是，本实施例的用于潜水的通信方法的实施过程和技术原理参见前述对第一方面实施例的用于潜水的通信系统的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的用于潜水的通信方法，潜水通信器采集发送信号后，可以利用LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号。由此，通过在潜水通信器中设置LiFi发送器，以向船载通信器发送LiFi信号，实现了潜水通信器利用LiFi与船载通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

为实现上述实施例，本申请还提出一种船载通信器。

图4为本申请一个实施例的船载通信器的结构示意图。

如图4所示，船载通信器1，包括：LiFi接收器11和追踪器12；

LiFi接收器11，用于接收LiFi信号；

追踪器12，用于对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息，并根据所述潜水者的位置信息调整所述LiFi接收器11的接收角度。

其中，船载通信器1可以执行图2所示的用于潜水的通信方法。

在一种可能的实现方式中，追踪器12用于追踪潜水者携带的红外发射器发射的红外定位信号，以获取潜水者的位置信息。

在另一种可能的实现方式中，船载通信器1还包括：

承载LiFi接收器的基座；

驱动基座转动的驱动器，其中，驱动器根据所述追踪器确定的潜水者的位置信息驱动基座转动以使LiFi接收器的接收角度与潜水者的LiFi发送器对应。

需要说明的是，本实施例的船载通信器的实施过程和技术原理参见前述对图2所述实施例的用于潜水的通信方法的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的船载通信器，对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息后，可以根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度，然后利用LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号。由此，通过在船载通信器中设置LiFi接收器，以接收潜水通信器发送的LiFi信号，实现了船载通信器利用LiFi与潜水通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

为实现上述实施例，本申请还提出一种潜水通信器。

图5为本申请一个实施例的潜水通信器的结构示意图。

如图5所示，潜水通信器2，包括：信号采集器21，LiFi发送器22。

其中，信号采集器21，用于采集发送信号；LiFi发送器22，用于向船载通信器发送LiFi信号。

其中，潜水通信器2可以执行图3所示的用于潜水的通信方法。

在一种可能的实现形式中，信号采集器21包括：

语音信号采集模块，用于采集潜水者的语音信号；

生理信号采集模块，用于采集潜水者的生理信号。

在另一种可能的实现形式中，潜水通信器2还包括红外发射器，用于向船载通信器发射红外定位信号，以使船载通信器根据红外定位信号，获取潜水者的位置信息。

需要说明的是，本实施例的潜水通信器的实施过程和技术原理参见前述对图3所述实施例的用于潜水的通信方法的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的潜水通信器采集发送信号后，可以利用LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号。由此，通过在潜水通信器中设置LiFi发送器，以向船载通信器发送LiFi信号，实现了潜水通信器利用LiFi与船载通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

为实现上述实施例，本申请还提出一种船载通信器。

图6为本申请一个实施例的船载通信器的结构示意图。

如图6所示，船载通信器1包括：存储器、处理器、LiFi接收器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如图2实施例所述的用于潜水的通信方法。

需要说明的是，本实施例的船载通信器的实施过程和技术原理参见前述对图2所述实施例的用于潜水的通信方法的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的船载通信器，对潜水者进行追踪以获取所述潜水者的位置信息后，可以根据潜水者的位置信息调整LiFi接收器的接收角度，然后利用LiFi接收器接收潜水通信器发送的LiFi信号。由此，通过在船载通信器中设置LiFi接收器，以接收潜水通信器发送的LiFi信号，实现了船载通信器利用LiFi与潜水通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

为实现上述实施例，本申请还提出一种潜水通信器。

图7为本申请一个实施例的潜水通信器的结构示意图。

如图7所示，潜水通信器，包括存储器、处理器、LiFi发送器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如图3实施例所述的用于潜水的通信方法。

需要说明的是，本实施例的潜水通信器的实施过程和技术原理参见前述对图3所述实施例的用于潜水的通信方法的解释说明，此处不再赘述。

本申请实施例提供的潜水通信器采集发送信号后，可以利用LiFi发送器向船载通信器发送LiFi信号。由此，通过在潜水通信器中设置LiFi发送器，以向船载通信器发送LiFi信号，实现了潜水通信器利用LiFi与船载通信器进行通信，使得水下通信不受海水的影响，提高了水下通信的数据传输速率，且成本低、安全性高。

为实现上述实施例，本申请还提出一种计算机可读存储介质。

其中该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，以实现如图2实施例或图3实施例所述的用于潜水的通信方法。

为实现上述实施例，本申请还提出一种计算机程序，当计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如图2实施例或图3实施例所述的用于潜水的通信方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。