近日,东南大学信息科学与工程学院科研团队发布受限空间智能超表面(RIS)补盲系统“流萤”。这款由中国科研团队全自主研发的新一代受限空间通信增强技术,有效解决了矿井、隧道等受限空间的通信盲区难题,能精准聚拢微弱电磁波束、接力唤醒网络节点。基于科研团队信息超材料的原创理论,该系统实现了用数字编码的方式表征超材料,实现了物理层电磁调控与数字层信息处理的融合。


(资料图片仅供参考)

地下矿井等通信盲区有信号

“流萤”的命名,恰与产品功能、应用场景高度契合。团队介绍,矿井、隧道等受限空间幽暗闭塞,一如萤火虫生存的暗夜环境。智能超表面,即RIS,由海量微单元组成,恰似成群聚集的流萤。“微光虽小,聚之能照亮网络死角;萤火流动,信号便能在盲区轻松‘拐弯’”,这生动诠释了产品灵活部署和破解通信死角的核心价值。

作为受限空间通信的硬核解决方案,“流萤”系统兼具形态适配性与技术创新性。其部署形态轻薄灵活,适应地下矿井、交通隧道和电梯井道等极端物理受限空间。

系统集成了极简硬件与智能算法,通过信息超材料实现了物理层电磁调控与数字层信息处理的深度融合,具备微弱信号捕捉、波束精准赋形、干扰抑制与空间接力等核心功能。

据测试,该系统有效消除了复杂环境下的通信死角,显著提升了受限空间的数据传输可靠性,为极端场景下的物联网节点唤醒与人员设备安全带来了高效稳定的智联体验。

简化复杂电力布线降低成本

相较于传统的受限空间通信设备,“流萤”实现了成本控制、极低功耗与灵活部署的有机统一。面对地下矿井等通信盲区,传统方案往往受限于物理布线和严苛的安全规范,且研制成本高昂。而“流萤”依托面板上的微纳结构阵列协同机制进行波束赋形,形成电磁调控网。此设计简化了复杂的电力布线,符合高危场景的本质安全防爆要求。系统整体功耗控制在瓦级,测试数据显示盲区覆盖距离提升数十米,为地下盲区覆盖提供了低成本的灵活方案。

目前,研发团队与杭州市钱塘高等信息研究院、中国煤炭科工集团常州研究院合作,将“流萤”系统部署至榆林可可盖煤矿,完成了井下恶劣环境中的实地测试。

井下复杂的地质条件和电磁环境为系统提供了工业级测试场景。现场实测表明,系统部署后有效解决了特定采掘区域的信号盲区问题,保障了远程设备的稳定控制。

现场采集的数据为后续系统的功能完善、性能优化与场景适配提供了参考,使技术研发更贴合矿山生产的实际需求。

信号将突破空间阻隔自由穿梭

依托在信息超材料领域的深厚技术积累,东南大学信息学院科研团队长期深耕前沿技术研发,以自主创新服务国家重大工程、解决各类复杂通信难题。

此前在杭州第19届亚运会期间,团队将信息超材料技术应用于主体育馆及手球馆,改善了场馆内的信号阴影,将部分弱覆盖区域的信号强度提升约10dB,用户下载速率提升近50%。针对重庆立体交通网络的通信难点,团队联合中国移动开展了城市级信息超材料现网试验,在隧道、桥梁、高层建筑阴影区等传统基站覆盖受限场景,实现了信号的低成本补盲。

面向“十五五”发展,团队进一步聚焦万物智联和新型工业化的核心需求,深化与国内垂直行业龙头的产学研协同,推动前沿科技成果向新质生产力转化。此次发布的“流萤”系统,正是团队紧扣产业实际需求、深化产学研合作的最新成果。

未来,在“流萤”牵引下,信号将突破空间阻隔,在幽暗地下、偏远山区、狭窄隧洞等各类通信盲区间自由穿梭,为矿山安全、隧道施工、城市地下基建等垂直领域的物联网建设筑牢通信基础,更将为受限空间万物互联的规模化演进注入新的活力。

通讯员 吴涵玉 曾成 现代快报/现代+记者 李楠

(通讯员供图)

推荐内容