Diseño e implementación de dispositivo emisor de señales codificadas para Sistemas de Posicionamiento Ultrasónico en Entornos Marinos

Abstract

Las comunicaciones acústicas subacuáticas poseen diversas aplicaciones, como la exploración del lecho marino, el monitoreo de ecosistemas acuáticos y particularmente, el posicionamiento de vehículos autónomos subacuáticos (AUVs). Los sistemas de posicionamiento en entornos subacuáticos cuentan con emisores que utilizan esquemas de codificación y de modulación capaces de enfrentar la fenomenología indeseada inherente a los entornos acuáticos. En el marco del Proyecto Final de carrera, se realizó el diseño de un emisor de señales codificadas y moduladas con el potencial de ser utilizado en aplicaciones de comunicaciones subacuáticas. Para la implementación del emisor se utilizó una placa de desarrollo Nexys 4 DDR, configurada por medio del lenguaje de descripción de hardware VHDL. El proyecto consistió en el diseño de un controlador de memoria SD, un controlador de módulo PmodDA2, con su correspondiente interfaz, para la transmisión de las señales codificadas y moduladas almacenadas en una memoria microSD. Los bloques mencionados se diseñaron, simularon e implementaron exitosamente para la obtención de un emisor funcional que se comporta según lo previsto.

Underwater acoustic communications have diverse applications, such as seafloor exploration, monitoring of aquatic ecosystems, and particularly, positioning autonomous underwater vehicles (AUVs). Positioning systems in underwater environments rely on transmitters that use coding and modulation schemes capable of coping with the undesired phenomenology inherent to aquatic environments. Within the framework of the Final Project, a transmitter of coded and modulated signals, with the potential to be used in underwater communications applications, was designed. For the implementation of the transmitter, a Nexys 4 DDR development board was used, configured using VHDL hardware description language. The project consisted in the design of an SD memory controller, a PmodDA2 module controller, with its corresponding interface, for the transmission of coded and modulated signals stored in a microSD memory. The aforementioned blocks were designed, simulated and successfully implemented to obtain a functional transmitter that behaves as expected.