Inter-phone near field comunications using ultrasounds (Prototipagem de um sistema de comunicação entre dispositivos móveis usando ondas sonoras)

Abstract

Hoje em dia, os smartphones permitem aos seus utilizadores comunicar e obter informação a longas distâncias através de tecnologias como o GSM e o Wi-Fi. Comunicação a pequenas distâncias, contudo, tem tido dificuldade em encontrar um standard geral para comunicar. Várias tecnologias emergiram, tais como o Bluetooth e o NFC, mas nenhuma foi aceite como o standard das comunicações a curtas distâncias, levando a um aumento do número de tecnologias que competem pela comunicação de curto alcance.De facto, cada uma dessas tecnologias tem encontrado casos de uso de sucesso apenas para se encontrar limitada e não conseguir expandir para outros.Uma alternative a este fragmentado mercado podem ser os ultrassons. As características das ondas sonoras, tais como a reflexão em obstáculos e a sua inerente localidade tornam esta tecnologia bastante apelativa para comunicar a curto alcance. Este projecto investiga a capacidade de smartphones comuns para usar frequências ultrassónicas. Nesse sentido, foi desenvolvida uma biblioteca Android e desenhado um protocolo de comunicação que potenciasse comunicação complexa. Os resultados mostram que smartphones comuns conseguem transmitir e receber som nestas frequências. Análise também sugere que se conseguem alcançar distâncias até 10m entre fonte e receptor. A implementação actual prova quje é possível estabelecer comunicação complexa usando esta tecnologia, embora as taxas de transferência de dados sejam relativamente baixas, na ordem dos 87 bits por segundo.

Nowadays, smartphones allow their users to easily communicate and retrieve information at long distances by using technologies such as GSM or Wi-Fi. Communication at short distances, on the other hand, has struggled to find an accepted standard that is used for general communication. Several technologies have emerged, such as Bluetooth and NFC, but none has been accepted as the standard for short distance communication, leading to an increase of the number of technologies that compete in this communication range.An alternative to the fragmented market of short distance communication may be found in ultrasounds. The characteristics of sound waves, such a reflecting on obstacles and their inherent locality, make them particularly appealing for transferring data at close distances. The current project researches the capabilities of COTS smartphones to use ultrasound frequencies as a mean to communicate at close distance. In order to do so, an Android library was developed and a communication protocol designed to allow complex communication. Results have shown that widely available smartphone devices have the capabilities of transmitting and receiving sound at near-ultrasonic and ultrasonic frequencies. Analysis suggest that an ultrasonic sound wave may be able to carry information at distances of up to 10 meters. The current implementation has also proven that it is possible to establish complex communication using this technology, but data transfer rates are relatively low, at about 87 bits per second.