声学通信系统

技术特征：
1.一种声学通信系统，其特征在于，包括带有电机的发送设备和带有声音接收模块的智能接收设备；所述发送设备，用于基于所述发送设备的随机脉冲宽度调制rpwm符号调制所述电机的输入电压，以使所述电机产生与所述rpwm符号对应的声学信号；其中，所述声学信号是由电磁引起的；所述智能接收设备，用于通过所述声音接收模块接收所述声学信号，并基于所述声学信号和所述rpwm符号确定所述发送设备的传输信息。2.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述rpwm符号包括多个方波，每个所述方波的占空比为预设值，每个所述方波的切换周期是伪随机的。3.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述发送设备，具体用于基于一个所述rpwm符号调制所述电机的输入电压，以使所述电机产生与所述rpwm符号对应的声学信号；所述智能接收设备，具体用于通过所述声音接收模块接收所述声学信号，并在确定所述声学信号与所述rpwm符号匹配时，确定所述传输信息为所述发送设备的心跳。4.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述发送设备，具体用于基于传输信息确定所述rpwm符号的发送数量和每个所述rpwm符号之间的时间间隔，并按照每个所述时间间隔，基于所述发送设备的rpwm符号调制所述电机的输入电压，以使所述电机产生多个与所述rpwm符号对应的声学信号；所述智能接收设备，具体用于通过所述声音接收模块接收多个所述声学信号，从多个所述声学信号的时间戳中提取每个所述时间间隔，基于每个所述时间间隔解码数据比特信息，并基于所述数据比特信息确定所述传输信息。5.根据权利要求4所述的声学通信系统，其特征在于，所述发送设备，具体用于基于所述传输信息确定每个所述rpwm符号之间的目标系数，并基于公式(1)确定每个所述rpwm符号之间的所述时间间隔；t
interval
＝t
min
kδ
ꢀꢀꢀ
(1)其中，所述t
interval
表示每个所述rpwm符号之间的所述时间间隔，t
min
表示所述rpwm符号之间的最小间隔时间，k表示所述目标系数，k的取值范围为[0,2
n
)的整数，n表示每个所述时间间隔编码的比特位数，δ表示时间粒度。6.根据权利要求5所述的声学通信系统，其特征在于，所述智能接收设备，具体用于基于每个所述时间间隔和所述公式(1)确定所述目标系数，并基于所述目标系数和所述比特位数确定对应时间间隔的数据比特信息，并基于每个所述数据比特信息确定所述传输信息。7.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述发送设备的数量为多个，且每个所述发送设备的rpwm符号均不同。8.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述发送设备包括第一处理器、电源模块、驱动模块和所述电机；所述电源模块通过所述驱动模块与所述电机连接，所述第一处理器与所述驱动模块连接；所述第一处理器，用于基于所述rpwm符号控制所述驱动模块来调制所述电机的输入电压，以使所述电机产生与所述rpwm符号对应的声学信号。
9.根据权利要求1所述的声学通信系统，其特征在于，所述智能接收设备包括第二处理器和所述声音接收模块；所述声音接收模块与所述第二处理器连接；所述声音接收模块，用于接收所述声学信号，并将所述声学信号转换为电信号后发送至所述第二处理器；所述第二处理器，用于基于所述电信号和所述rpwm符号确定所述发送设备的传输信息。10.根据权利要求9所述的声学通信系统，其特征在于，所述声音接收模块包括线性麦克风阵列。

技术总结
本发明提供一种声学通信系统，包括带有电机的发送设备和带有声音接收模块的智能接收设备；所述发送设备，用于基于所述发送设备的随机脉冲宽度调制RPWM符号调制所述电机的输入电压，以使所述电机产生与所述RPWM符号对应的声学信号；其中，所述声学信号是由电磁引起的；所述智能接收设备，用于通过所述声音接收模块接收所述声学信号，并基于所述声学信号和所述RPWM符号确定所述发送设备的传输信息。本发明提供的声学通信系统，通过声学信号间接地将带有电机的发送设备连入互联网，无需发送设备额外增加通信模块，从而降低了联网成本。从而降低了联网成本。从而降低了联网成本。


技术研发人员：何源 王伟国 李金明
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.01.29
技术公布日：2022/6/10