本文關(guān)鍵詞：基于LED的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的研制　出處：《南京郵電大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：基于LED的可見光通信技術(shù)能在實(shí)現(xiàn)照明的同時，通過光傳輸信息，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)可見光通信的發(fā)展比國外落后，尚無成熟的商用可見光通信系統(tǒng)。本文設(shè)計了一套基于白光LED可靠的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)，對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試和研究，最終實(shí)現(xiàn)了兩臺計算機(jī)之間的無線光通信。為未來可見光通信技術(shù)的研究提供參考依據(jù)和理論價值。 論文首先調(diào)研國內(nèi)外可見光通信的研究現(xiàn)狀，介紹可見光通信研究中的關(guān)鍵技術(shù)。本文選擇了用于研究的5種不同型號的LED，分別是CREE-Q5，LTWG，TN-A101，美國普瑞（45Mil芯片）1W白光的LED和某種1W紅光LED。根據(jù)可見光通信系統(tǒng)的原理，分別設(shè)計系統(tǒng)發(fā)射端電路和接收端電路，并分析了電路的原理和參數(shù)的選擇。搭建用于實(shí)驗(yàn)的可見光通信系統(tǒng)，測試發(fā)射端電路的性能，在0-20MHz的信號范圍內(nèi)，輸出電壓最大衰減0.8dB，證明發(fā)射端性能良好。對LED光照度特性的測試表明單個LED發(fā)光可傳輸?shù)木嚯x在60cm左右，隨距離的增大，光照度明顯呈標(biāo)準(zhǔn)的指數(shù)衰減。對上述5種LED帶寬的測試表明白光LED的-3dB帶寬普遍不高，在2MHz左右，大功率紅光LED的-3dB帶寬比白光LED的要高一些，這個結(jié)果與三星公司研究小組測得的白光LED帶寬（2.5M）相近。研究4種型號的白光LED對應(yīng)的系統(tǒng)帶寬，最高可達(dá)2.8MHz。在接收端PIN管上加入藍(lán)光濾光片后，系統(tǒng)的帶寬最高達(dá)到3.5MHz，經(jīng)研究表明加藍(lán)光濾光片所付出的功率代價要大于帶寬增加所帶來的收益。設(shè)計均衡電路，用Multisim軟件進(jìn)行仿真研究，，最終將系統(tǒng)的帶寬提升至7.4MHz，超過目前用純電路方式實(shí)現(xiàn)的最高4MHz水平。利用帶有均衡電路和限幅電路的可見光通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了視頻信號的傳輸。 最后，采用USB轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換器和設(shè)計的可見光通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩臺計算機(jī)之間的無誤碼無線光通信。在LED上加凸透鏡，將系統(tǒng)的通信距離增加到了6米。
[Abstract]:Visible light communication technology LED can realize the lighting at the same time based on the light transmission through information, and has broad application prospects. At present the domestic development of visible light communication abroad than backward, there is no mature commercial visible light communication system. This paper designs a set of indoor visible light communication system based on white LED is reliable, the system performance test and research, finally realizes the wireless optical communication between two computers. Provide reference and theoretical value for the future research of visible light communication technology.
Firstly, the research at home and abroad research status of visible light communication, introduces the key technology of visible light communication research. This paper chooses 5 different types of LED for research, namely CREE-Q5, LTWG, TN-A101, America Puri (45Mil chip) 1W white light LED and a 1W red light LED. according to the principle of visible light communication the system design, respectively transmitted circuit and receiving circuit, and analyzes the principle and parameters of the circuit. The choice of visible light communication system used in the experiment, the performance test of the transmitter circuit, the signal in the range of 0-20MHz, the maximum output voltage attenuation of 0.8dB, prove the transmitter of LED illumination performance is good. The characteristics of the test showed that the single LED can light transmission distance of about 60cm, with the increase of distance, illumination is a standard exponential decay. Understand general optical LED -3dB bandwidth test table of the 5 LED bandwidth Times is not high, at around 2MHz, high power red LED -3dB bandwidth is higher than some of the white LED, this result with the Samsung Corp research team measured the white LED bandwidth (2.5M) system. Similar bandwidth corresponding to 4 types of white LED, up to 2.8MHz. at the receiving end of PIN tube with blue light filter after the system bandwidth of up to 3.5MHz, the research shows that the power cost plus blue light filter pay greater than the bandwidth increases the benefits. The design of equalization circuit, simulation research is carried out with Multisim software, the system will eventually exceed the maximum bandwidth of up to 7.4MHz, the current level of 4MHz with pure circuit realizes the transmission mode to achieve. The video signal using visible light communication system with equalization circuit and a limiter circuit.
Finally, we use the USB to RS485 converter and the designed visible light communication system to achieve the error free wireless optical communication between two computers. Adding convex lenses on LED increases the communication distance of the system to 6 meters.

【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1415040