仿生机器鱼的水下电场通信系统的设计与实现

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水下机器人由于工作环境的特殊性,导致传统的通信方式难以在水下高效地工作。本文以仿生机器鱼为载体,设计了一套小巧灵活的水下电场通信系统。并且通过水下电场通信系统实现了对水下仿生机器鱼的游动模态的控制。首先,介绍了水下电场通信的国内外研究现状。其次,介绍了仿生机器鱼的研究现状。并且着重介绍仿生机器鱼的电气系统,包括主控制器、信息感知系统、控制机构、供电单元和测控平台。再次,介绍了水下电场通信的理论模型和水下电场通信的工作原理,确定了水下电场通信系统的硬件设计,并着重介绍了水下电场通信的软件实现部分,包括水下电场通信的程序流程、水下电场通信模块和树莓派之间的IIC通信的实现。进一步,本文通过实验确定了水下电场通信的双频实验参数,引入误码率(BER)来评估通信系统的性能。设计了水下电场通信系统的性能测试实验和集成于仿生机器鱼上的实验,并且通过水下电场通信系统对仿生机器鱼的游动模态进行了控制,实现了预期的研究目标。最后,对本文完成的科研工作做了总结与分析,并且指出了仿生机器鱼的水下电场通信系统的进一步的研究工作和广阔的应用前景。
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