基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的研究
本文關鍵詞:基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的研究
【摘要】:隨著大數(shù)據(jù)時代和照明器件的發(fā)展,可見光通信越來越受到關注。利用可見光進行通信,使用LED作為信號的發(fā)射源,用強度不同表征信號,并把其加載到LED發(fā)光器件上,通過LED燈的明暗閃爍來傳遞所需要的信息。這種技術的應用,既可以實現(xiàn)相隔距離不遠的通信,還可以兼做照明用。由于它是通過點到點的方式傳遞信息,在一定程度內擁有十分高的安全系數(shù)。另一方面,LED還具有節(jié)約能源、無輻射、環(huán)保、較寬的頻譜帶寬等優(yōu)點,未來擁有不錯的應用前景。本文將音頻信號加載到可見光上,使用數(shù)字信號處理器DSP搭建系統(tǒng),實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的功能。論文的主要工作如下:(1)在分析可見光通信的幾種基本特性基礎之上,研究了LED器件的特性,隨后研究了可見光無線信道的幾種連接方式,建立了可見光無線通信信道模型。(2)對基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的硬件方面做出詳細設計。在發(fā)送模塊,通過分析選取了較為適合的LED光源器件,設計了發(fā)送模塊電路、電源電路。在接收模塊,對光電檢測器進行選取,自行設計完成接收端的電路。(3)基于所設計的可見光系統(tǒng)硬件電路,進行軟件程序功能的實現(xiàn)。軟件編寫的核心是基于德州儀器制造的F28335進行開發(fā)的。在接收模塊中,編程實現(xiàn)音頻信號轉換單元AIC23與核心處理器F28335之間的通信。(4)針對所設計的LED可見光無線通信系統(tǒng)進行性能測試,分別對發(fā)送端音頻信號、信號處理模塊輸入輸出、實際傳輸效果進行測試,并觀察、分析測試結果。
【關鍵詞】:可見光通信 LED DSP F28335
【學位授予單位】:南京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN929.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-13
- 1.1 引言8
- 1.2 可見光通信概述8-9
- 1.3 可見光通信國內外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
- 1.4 可見光通信的優(yōu)點10-11
- 1.5 論文研究的目的和內容11
- 1.6 論文結構11-13
- 第二章 可見光無線通信系統(tǒng)的研究13-24
- 2.1 LED簡介13-18
- 2.1.1 LED的結構及發(fā)光原理13-14
- 2.1.2 LED的伏安特性14-15
- 2.1.3 LED調制特性15-16
- 2.1.4 LED光譜特性16-18
- 2.2 白光LED輻射特性18-19
- 2.3 可見光信道分析19-22
- 2.3.1 信道模型建立19-21
- 2.3.2 噪聲分析21-22
- 2.4 改善可見光通信性能方法分析22-23
- 2.5 本章小結23-24
- 第三章 基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的硬件設計24-38
- 3.1 系統(tǒng)基本框圖及基本原理24
- 3.2 LED可見光無線通信系統(tǒng)發(fā)射模塊的設計24-28
- 3.2.1 光源的選擇25-27
- 3.2.2 發(fā)射模塊設計27-28
- 3.2.3 電源模塊設計28
- 3.3 LED可見光無線通信系統(tǒng)接收模塊的設計28-35
- 3.3.1 光電檢測器的選取29-30
- 3.3.2 光電檢測模塊設計30
- 3.3.3 信號處理模塊設計30-32
- 3.3.4 處理器模塊設計32-33
- 3.3.5 電源模塊設計33-35
- 3.4 硬件展示35-37
- 3.5 本章小結37-38
- 第四章 基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的軟件設計38-45
- 4.1 軟件設計環(huán)境及編程語言介紹38-39
- 4.2 F28335數(shù)字信號處理器介紹39
- 4.3 TMS320F28335 McBSP多通道串行通信原理介紹39-42
- 4.3.1 多通道緩沖串. McBSP的基本概念40-41
- 4.3.2 多通道緩沖串.的結構41-42
- 4.3.3 多通道緩沖串.與DSP通信的實現(xiàn)42
- 4.4 系統(tǒng)軟件設計42-44
- 4.4.1 系統(tǒng)程序設計流程圖43-44
- 4.4.2 系統(tǒng)設計軟件實現(xiàn)44
- 4.5 本章小結44-45
- 第五章 基于LED可見光無線通信系統(tǒng)的性能測試45-51
- 5.1 性能測試45-48
- 5.1.1 發(fā)送端音頻信號波形測試45-47
- 5.1.2 信號處理模塊輸入輸出測試47-48
- 5.2 實際傳輸效果測試48-50
- 5.3 本章小結50-51
- 第六章 總結與展望51-53
- 6.1 全文總結51-52
- 6.2 全文展望52-53
- 參考文獻53-55
- 附錄1 程序清單55-59
- 致謝59
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