LED室内可见光语音通信系统设计及实现

LED灯作为主要的新型照明工具,因其较高的灵敏度,可用于光通信系统中。为了研究与验证LED室内可见光语音通信系统的接收性能与传输距离,参照红外通信的信道模型,融入反射光的影响因素,在使用室内标准照明的光发射功率下,采用多径叠加网格算法,计算桌面各接收点接收信号功率等参量的分布,并设计与实现了LED可见光语音单向通信系统的收发电路。结果表明,当LED灯的发射功率大于2W、信号物理层通信速率不高于1Mbit/s的情况下,系统能够满足信号接收功率与接收信噪比的实际通信要求,并能够实现10m距离内的信号无失真解码与清晰收听。这一结果对LED可见光通信系统进一步的研究与应用有一定的价值。     

兼顾照明的可见光流媒体信息传输装置研究

传统的短距离无线流媒体传输技术主要有Wi Fi、蓝牙、红外等,然而要搭建全覆盖式高效无线网络环境,都是一笔巨大开支。并且在某些对电磁敏感的特殊应用场景下,传统的流媒体无线传输技术Wi Fi等就更加没有了用武之地。可见光通信技术利用现有的照明电路加以改造,以极低的成本就能实现较高效率的流媒体无线通信环境,且几乎不会产生电磁辐射。通过在0.6 m×0.6 m×0.4 m的立体空间模型中对光源的合理布局,设计了一种基于可见光通信(VLC)的流媒体传输装置。该装置通过STM32F407控制OV2640摄像头采集流媒体数据,把采集到的数据通过串口调制到可见光发射模,在接收端,通过光敏传感器进行光电转换,对信号进行放大整形滤波后,传送到PC端完成解码,还原流媒体数据。通过对该装置的传输距离,总失真度以及信道增益的测算分析表明,该装置能够稳定传输流媒体数据,画质清晰,失真度低,为搭建大型应用场景提供了参考。     

室内可见光通信光功率分布的实验研究

室内可见光通信技术是基于白光LED（发光二极管）照明光源的无线光通信技术,在机场、医院等严格限制电磁干扰的场合可替代射频通信,应用前景广阔。鉴于室内可见光在传输过程中墙壁反射引起的多径效应对信号传输质量的影响,本文在4.0m×4.0m×2.8m的房间内测量了室内可见光系统光源的光功率分布,结果表明光源的光信号经墙壁反射,会造成严重的多径效应,从而产生码间干扰。本文对室内可见光功率分布的仿真研究进行了实验验证,实验结果与理论仿真研究基本吻合。     

基于PWM的可见光通信系统设计

为了解决传统可见光通信技术中抗光干扰能力弱的问题,采用脉冲宽度调制(PWM)的调制方式,以STM32为核心处理器,完成了可见光通信系统的设计.实验中将两颗50 ix光通量的LED光源发出的可见光作为信息载体,在室内非封闭空间的0.5m直视链路上,在9 600 Bd的单工通信下,误差仅为1.879 0×10-4.实验结果表明,基于PWM调制的可见光通信系统能降低室内光线干扰的问题,将促进可见光通信技术在室内无线通信领域的发展和应用.     

可见光通信与WiFi融合下的智能控制技术研究

随着社会的不断进步,通过射频或者微波信号的作用进行信息的传递收取的无线通信系统已经逐渐落伍,其作用和发展都受到了限制。当前绝大部分对于照明需求和光信号的传递的使用都是采用白色LED光源。而可见光通信在能够提供稳定的室内照明的同时,还可以进行快速的信息传递收取,其频谱丰富,带宽广泛且消耗低的优点使其迅速成为室内照明的主要材料,也被大众称之为新代信息传递介质。本次研究以短距离无线通信技术发展作为研究背景,通过蓝牙技术、语音交互技术和智能控制技术的相互作用结合以实现技术的创新和实用,在整体的研究过程中蓝牙作为信息接收块及信息源板块,智能家居作为信息输出作用,通过手机和语音进行智能控制,其信息无线传输的核心是视觉通信,从而探究可见光通信技术于WiFi融合下的智能控制技术。     

可见光通信系统平衡编码技术的研究

基于白光发光二极管(LED)能够被高速调制的特性,制作了室内半导体照明的可见光音频通信系统.针对可见光音频系统涉及较大数据量传输的场景,在原有的半导体照明平衡编码技术基础上,提出了一种改良型的稳定照明编码方式,在保证输出连续、稳定0-1数据码流的同时,将编码效率提高了10％以上,减小了传输时长,降低了编码冗余度.     

基于PL3106的室内调光控制系统

针对室内布线不方便以及噪声干扰小的特点,设计了一种基于低压电力线载波通信芯片PL3106的室内调光控制系统。该系统以电力线为信息传输媒介,设计简单,节约成本。其关键要解决的电网噪声对通信的影响,从而延长通信距离。以PL3106为核心搭建了电力线载波通信的硬件电路,采用通信协议实现一对多通信,从而由总控制器控制多个照明节点。测试结果表明,该系统在400 m内通信稳定,能准确实现照明调光,取得了良好效果。     

基于RSS的室内可见光差分修正定位算法

可见光通信技术是利用白光LED同时实现照明和通信的新型通信技术,为室内定位技术提供了新的可能.针对可见光通信中接收信号强度RSS随机波动较大的问题,提出一种基于RSS的改进的差分修正定位算法,通过将各个参考节点分别作为差分修正参考节点进行定位修正,规避了设定参考节点权重过大的问题.该定位算法有效地提高了室内定位精度,无需增加额外硬件设备,计算量小,容易实现.仿真结果表明,该定位算法在5m×5m×3m的空间区域中能够实现约15 cm的平均定位误差性能.     

多LED照明节点的室内可见光定位方法研究

针对室内复杂环境和室内照明节点拓扑结构对可见光定位精度的影响,基于近似完美三角点测试(APIT)算法设计了一种多LED照明节点的可见光室内定位方法。该方法利用信号传输时间作为节点间距大小的判断凭证,结合APIT定位算法,实现室内可见光定位。仿真结果表明:该定位方法的定位误差在0.24 m左右浮动,在保证了定位精度的基础上,精简了定位设备成本,并提升了定位算法的计算效率,使得定位系统在实际场景中的应用更具稳定性与适用性。     

基于采用天牛须搜索算法优化神经网络的可见光室内定位方法

针对基于神经网络的可见光室内定位技术存在训练速度慢、泛化能力弱而导致定位精度不高的问题,提出采用天牛须搜索(BAS)算法优化神经网络的可见光定位方法,搭建了 0.8 m×0.8 m×0.8 m的实测模型.该方法使用BAS算法优化神经网络的连接权重矩阵,拟合了室内无线信道参数,实现室内定位.仿真与实验结果表明:该方法仿真...     

室内VLC系统光源布局设计

在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行布局设计,以4 m4 m3 m房间为模型,采用四个LED列阵作为室内光源,将单个的LED光源看做朗伯光源,服从朗伯辐射模型,通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用99大小的LED列阵,列阵距离屋顶边缘0.4 m,LED光源间的间距为0.03 m时,在满足国际室内照明标准的前提下,在距离屋顶2.25 m的4 m4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间,为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。     

基于MIMO的可见光通信系统研究

可见光通信是利用LED发出的可见光传输信息的,可见光通信兼顾照明和通信,同时LED具备发光强度高、耗能低、无电磁干扰,有着巨大的发展潜力。文章指出,将MIMO技术应用于可见光通信系统,合理地对LED进行布局,可提升系统的可靠性。同时文章研究了可见光通信系统中的调制技术,比较了几种常见的调制技术,分析了各自的优缺点。     

面向多用户室内可见光通信系统优化研究

可见光通信(VLC)技术将照明与通信有机结合,在长距离和短距离传输方面都具有很大应用潜能。本文将VLC系统室内传输模型进行研究,提出了适合多用户的室内传输模型的同时,进一步进行优化、修正,对物联网的室内应用具有参考意义。     

室内可见光通信APD 探测电路的设计与实现

室内可见光无线通信技术是随着白光LED 照明技术的发展而兴起的无线光通信技术。在分析目前的可见光通信技术基础上,针对室内可见光通信系统的应用需求,设计了雪崩光电二极管(APD)探测电路组件。首先阐述了APD 探测电路的工作原理,其次详细设计并分析了系统各组成部分的电路结构及其功能,最后对所设计的用于室内可见光通信接收子系统的探测组件进行了相关实验测试。实验结果表明:设计有效可行,APD 探测电路具有增益高、带宽宽、温控可靠、稳定性好等优点,对室内可见光通信系统有很好的应用价值,为室内可见光通信系统进一步研究提供依据。     

基于白光LED的可见光通信系统及其实现

研究基于LED新型环保光源,利用OptiSystem软件搭建了一套可见光通信系统,并通过仿真对其进行性能分析,使得可见光系统在提供照明功能的同时,还可以把信号调制到LED可见光光束上进行数据传输,从而实现安全性更高、数据率更高的白光LED可见光通信。     

基于反向学习策略的自适应花授粉接收信号强度指示室内可见光定位

为提高大型室内场所的定位精度,提出一种基于改进自适应花授粉算法的接收信号强度指示(RSSI)可见光定位方案。利用固定在屋顶呈网格型排布的LED发送位置信息,接收端采用基于反向学习策略和自适应花授粉算法的RSSI定位方法实现精确定位。传统花授粉算法具有易陷入局部最优、缺乏变异机制等缺点,利用反向学习策略可使初始种群分布更加均匀,通过提高种群多样性可使算法跳出局部最优;采用有利于全局广泛搜索的自适应移动因子提高收敛速度。在100 m×100 m×100 m大型室内场所的一层100 m×100 m×10 m的空间中,考虑热噪声和散射噪声干扰的情况,经过多次仿真可得,相比于传统定位算法,随机灯排布下采用改进花授粉的RSSI算法的定位误差小于±1 cm;采用网格型灯排布结合改进定位算法的室内可见光定位系统时,定位精度得到明显提升,定位时间大幅缩短。该方案具有定位精度更高、计算速度更快、工作稳定等优点。     

白光LED可见光通信及其关键技术研究

LED照明具有节能、可靠、使用寿命长等特点,被认为是下一代主流照明技术。基于LED比荧光灯和白炽灯切换速度快的特性,用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术,就是现在国内外研究的热点技术-可见光通信技术。文章简要介绍了白光LED可见光无线通信技术在的研究现状,分析了它的关键技术,并从应用角度出发阐述了LED可见光无线通信技术的发展趋势。