深圳市智慧海洋科技有限公司攻克水聲通信技術—— 讀懂來自萬米深海的信息

在深圳市南山區高新園區一座大樓的實驗室里，一個碩大的白色水箱裝滿海水，水箱底部安放著一圈锃亮的不銹鋼圓筒。3臺儀器屏幕上跳動著信號傳輸數據，正在模擬水聲通信基站在海底的表現。“這種水聲通信基站突破了萬米深海的遠距離通信難題，讓信息在藍色海洋的水面之下流動起來，海底世界因此變得‘耳聰目明’。”深圳市智慧海洋科技有限公司董事長崔軍紅告訴記者。

(資料圖片僅供參考)

2016年成立以來，深圳市智慧海洋科技有限公司（以下簡稱“智慧海洋科技公司”）專注于海洋通信、海洋電子信息、海洋智能高端裝備研發與生產，提供水下通導探測一體技術整體方案。截至目前，公司獲得110多項自主知識產權。

攻克技術難題

建設海洋強國，必須大力發展海洋科技，加快核心技術研發。在眾多海洋技術中，如何實現高效暢通的水下無線通信是一道世界性的技術難題。“沒有合適的通信手段，人類對萬米深海的探索無異于耳‘聾’眼‘盲’。”崔軍紅介紹，光、電磁波在陸地上都可以作為有效傳遞信息的載體，但在水下，傳播距離最遠只能達數百米。與之相比，聲波的水下傳播距離最遠可達數千公里，因此，水聲通信是水下中遠距離雙向無線通信的可行方式。但由于聲音在水下傳播速度慢、衰減厲害，水聲通信技術研發進展緩慢。

面對這個技術難題，許多人望而卻步，崔軍紅卻選擇了這條并不好走的研發之路。“一位海洋科學研究者的經歷讓我下定了決心。”崔軍紅說。該研究者研發出一款水下機器人，在游泳池里試驗效果很好，但到海里后，由于沒有有效的聲通機，機器人無法將自己的位置上傳給操控者，操控者也無法對機器人“發號施令”，最后機器人消失在茫茫大海中。

“這位研究者的經歷并非孤例，類似事件在水下通信研究領域時有發生。”崔軍紅說，水下機器人及相關裝備的研發投入大、成本高，設備下海易丟失，極大影響了海洋科技領域研究、產業轉化及應用的進程，因此，提高水聲通信效率十分緊迫。

問題只有在實干中才能得到解決。崔軍紅很快組建起研發團隊，并開始攻關。不同于傳統的水聲通信研究思路，研發團隊另辟蹊徑，開創了“云—洋計算”方法論，運用現代信息技術，大幅提高了水聲通信效率。“針對聲波在水中傳播速度慢的物理局限，我們借助算力進行復雜編解碼，實現信息的高效傳輸。”崔軍紅說，“云—洋計算”方法論把研究重點從聲的傳播過程轉移到信息發送和接收這兩大關鍵點上來。

經過4年技術攻關，克服了技術難點多、資金不足等問題，研發團隊研制出水聲通信（聲通）工程樣機，樣機的傳輸速率比同類產品提高了十幾倍。此后，研發團隊又反復打磨，進一步提高了各項技術指標及產品穩定性。終于，第一代水下無線數字通信設備“水聲通信機”正式面世，并很快得到市場青睞。“目前，相關技術已迭代到第四代，實現全海深的水下信號覆蓋，水聲通信速率達到國際領先水平。”智慧海洋科技公司副總裁、聯合創始人俞知遠說。

智慧海洋科技公司研發的水聲通信及水下無線組網技術打通了智慧海洋發展的“腸梗阻”，可廣泛應用于水下無線通信基礎設施建設。在這個技術基礎上，公司集成海洋感知、智能控制、數據分析、數據融合與可視化等技術，與水上通信構成“空天地海”一體化通信網絡，建立了智慧海洋技術體系。

拓展應用場景

水聲通信作為海洋電子信息產業的核心技術，在海洋工程、海洋交通、海洋生物、海洋新能源、海洋漁業養殖、海洋環保等海洋經濟產業數字化和智能化建設中有廣泛的應用空間。

在水深1500多米的海底，連續12個月進行海底工程地質原位長期觀測是對水下通信設備的大考。智慧海洋科技公司深水版點對點水聲通信機成功實現1500米海底觀測平臺與海面之間的實時水聲通信。“基于高效的點對點物理層水聲通信技術，可實現多點水聲組網，達到信息互通共享的目的。”崔軍紅說，每一個水聲通信機就像一個信號發射器，利用多個水聲通信機，就能組建起水下WiFi網絡。水聲網絡可以將很多水下節點、設備裝備進行互聯互通，打造真正的“水下物聯網”。

“與接收到航天員的實時信號一樣，通過通信技術將海底數據高效準確地上傳，水面上、陸地上的研究人員可以實時看到海底發生了什么。”智慧海洋科技公司首席執行官陳學思說。

智慧海洋科技公司自主研發的新型水聲通信機還實現了水下1.2萬米（斜距）深海通信，并在7700米海底完成全海深條件下測試裝置的無纜投放、貫入、回收過程的自主操作以及對測試裝置工作過程的實時監控。

依托領先的水聲通信技術，智慧海洋科技公司與海工裝備、海洋開發應用等產業上下游緊密聯動，推動對海洋的全面立體感知、廣泛互聯互通、海量數據共享、信息分析決策，從而提升了海洋開發、海洋管控和海洋安全保障等各方面能力。“針對潛水人員安全，我們研發了水下伴侶機器人、潛水手表等潛水安全監測產品，可以讓潛水者與海面、地面保持通信暢通。城市地下污水管網、橋梁、大壩、涵洞等水下情況不易看清，針對這個問題，公司可提供水聲通信解決方案，解決水下通信、水底探測、影像傳輸、遠程控制等問題，實時傳回水下畫面，如遇隱患可遠程排除。”俞知遠說。

目前，智慧海洋科技公司已推出水聲通信定位網絡、水下傳感器網絡、水下機器人網絡、智慧海洋技術、海洋智能裝備、海洋大數據等一系列技術產品及解決方案，應用到海洋經濟多個領域。

構建創新體系

“只有真正和產業應用需求結合在一起，將科研成果進行有針對性的轉化，才能推進海洋科技領域的長足發展。”秉持這個發展理念，智慧海洋科技公司牽頭成立了海洋電子信息創新研究院、深圳海洋電子信息產業研究院，并推動建立相關海洋電子信息產業試驗場，構建起“兩院一場”創新體系。

海洋電子信息創新研究院專注于科研突破，以水下通信定位導航探測一體化為核心技術，開展水下無線通信、水下傳感探測、海洋大數據、海洋專用芯片等多領域前沿技術研究。深圳海洋電子信息產業研究院聚焦海洋電子信息技術孵化及成果轉化，既立足細分行業的需求，也著眼全產業鏈的創新發展，帶動更多上下游企業共同成長。

在海上試驗場，水下跟拍無人機不斷接收海底水聲通信基站發來的定位信息，靈巧地避開礁石，將拍攝的影像資料通過網絡傳回陸地控制中心。科研人員看著儀器屏幕，根據各種無人設備的工作情況發出試驗指令，遠程采集實驗數據。“有了試驗場，產業鏈上下游企業都有了創新實踐的舞臺，海洋技術裝備研制進度和產品化進程會大大加快，同時也形成了開發—研制—試驗的一體化發展。”陳學思說。

“公司的快速發展與深圳全力加快建設全球海洋中心城市的布局實現了同頻共振，這是不可多得的機遇。”崔軍紅說，公司將抓住機遇，持續提升科技創新能力，加大研發投入，積極開拓市場，為成為行業一流企業不斷努力。

（文章來源：經濟日報）

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