Acoustic communications in water pipes - Almeida, Daniel da Silva (2017)
Este documento apresenta uma abordagem experimental da implementação de comunicação digital entre dois pontos usando tubos com água como infraestrutura e transdutores piezoelétricos de baixo custo. Este documento explica o procedimento, passo a passo, dos conceitos necessários para a análise do tubo como canal de comunicação de dados e a implementação e avaliação de um sistema de comunicação digital usando modulações ASK e BPSK. Os transdutores foram fabricados para operar no ar com uma frequência central de 40 kHz, mas o meio água alterou a sua frequência operacional central para aproximadamente 63.7 kHz e 69 kHz e é mostrado que, sem a presença de bolhas, é possível estabelecer uma comunicação confiável e, portanto, transmitir dados. O objetivo deste documento é também introduzir, ao leitor não especializado, conceitos de correlação, canal como filtro e modulações ASK e BPSK, o que permitirá compreender as discussões relacionadas com este estudo. Para realizar os testes, foi montado um sistema com computador portátil, placa de som, amplificador, dois transdutores e vários tipos de montagem de tubos. Após a introdução do Capítulo 1, o Capítulo 2 apresenta o estado da arte dos sistemas de comunicação em tubos. O Capítulo 3 expõe o software e o hardware utilizados. O Capítulo 4 caracteriza o tubo como um canal, onde são obtidas as suas respostas ao impulso e em frequência e cada componente da montagem do tubo é analisada quanto à atenuação que causa. O Capítulo 5 apresenta as modulações ASK e BPSK seguidas pelas experiências de transmissão de dados usando as mesmas. O Capítulo 6 oferece as conclusões finais e dicas para trabalho futuro. Finalmente, o Capítulo 7 fornece as referências que apoiam este documento.