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OWC定位小区切换演示系统的设计与实现

发布时间:2020-11-03 00:09
   半导体发光二极管(LED)以其寿命长、体积小和绿色环保等优势,正逐渐成为下一代主流照明光源。同时,LED具有高速调制特性,将其作为信号发射源可构建室内无线光通信(Optical Wireless Communication,OWC)定位系统。在室内场景中,与传统的定位技术相比,OWC定位系统具有定位精度高、系统简单、绿色环保、无电磁干扰、成本低等优点。随着室内高精度定位需求的不断增加,基于无线光通信的室内定位技术必将成为一种主流趋势。针对这一现状,本文在对室内无线光通信定位技术的研究基础上,建立了复杂室内OWC移动链路模型;提出融合多传感器的拟合预测定位算法,并进行理论推导和实验验证;提出一种均衡通信速率和通信距离的小区切换算法,并对该算法进行仿真;设计了适用于室内无线光通信的光电转换及T型反馈电阻网络放大电路、整形比较电路、电压检测电路以及电源电路等等,最终实现无线光双工通信系统,实现对室内移动机器人的高精度定位,经测试表明,移动速度1.5m/s时,定位精度为23cm,小区切换频率降低(60%-70%),降低通信中断率。
【学位单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:TN929.1
【部分图文】:

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图 1.1 VLC 通信系统在上海世博会的展示技术的研究开始时间较早。自从 1979 年 IBM红外通信设计与实验的论文以来[27],有许多现于 1880 年,贝尔发明了利用调制太阳光代 VLC 技术出现于 2003 年的日本庆应义塾过调制的白光 LED 传输数字信号[29]。2003 年 1、研相结合的战略联盟[30],命名为:可见光个技术领域,包括通信、照明、LED 制造、可见光通信联成立的目的是通过市场研究、推立安全、无处不在的可见光通信网络[32]。200 CP-1221 及可见光 ID 定位系统标准 CP-1信和无线定位领域[33]。LCC CP-1222 标准定义了一种数据帧格式[34] ID 信息判断接收终端距离哪一盏 LED 灯最

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国外对无线光通信技术的研究开始时间较早。自从 1979 年 IBM 公司的 F.R.Gfelle了较有影响的关于红外通信设计与实验的论文以来[27],有许多科学家在研究红外通信技术。近代 VLC 技术出现于 1880 年,贝尔发明了利用调制太阳光传输语音信号的光[28]。真正意义的现代 VLC 技术出现于 2003 年的日本庆应义塾大学中川实验室chi Tanaka 等人通过调制的白光 LED 传输数字信号[29]。2003 年 10 月庆应义塾大学发起成立了产、学、研相结合的战略联盟[30],命名为:可见光通信联(VLCC)CC 主要成员涉及各个技术领域,包括通信、照明、LED 制造、功率电子、电子制方面的公司[31]。可见光通信联成立的目的是通过市场研究、推广以及开展标准化,在不久的未来建立安全、无处不在的可见光通信网络[32]。2007 年,VLCC 发布见光通信系统标准 CP-1221 及可见光 ID 定位系统标准 CP-1222,标志着 VLC已经入室内无线通信和无线定位领域[33]。2007 年颁布的 VLCC CP-1222 标准定义了一种数据帧格式[34],如图 1.2 所示,接收到的 LED 灯 ID 信息判断接收终端距离哪一盏 LED 灯最近,其原理示意图 1.3 所示。由 CP-1222 定义的 VLC-ID 定位法定位精度较低。

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国外对无线光通信技术的研究开始时间较早。自从 1979 年 IBM 公司的 F.R.Gfelle了较有影响的关于红外通信设计与实验的论文以来[27],有许多科学家在研究红外通信技术。近代 VLC 技术出现于 1880 年,贝尔发明了利用调制太阳光传输语音信号的光[28]。真正意义的现代 VLC 技术出现于 2003 年的日本庆应义塾大学中川实验室chi Tanaka 等人通过调制的白光 LED 传输数字信号[29]。2003 年 10 月庆应义塾大学发起成立了产、学、研相结合的战略联盟[30],命名为:可见光通信联(VLCC)CC 主要成员涉及各个技术领域,包括通信、照明、LED 制造、功率电子、电子制方面的公司[31]。可见光通信联成立的目的是通过市场研究、推广以及开展标准化,在不久的未来建立安全、无处不在的可见光通信网络[32]。2007 年,VLCC 发布见光通信系统标准 CP-1221 及可见光 ID 定位系统标准 CP-1222,标志着 VLC已经入室内无线通信和无线定位领域[33]。2007 年颁布的 VLCC CP-1222 标准定义了一种数据帧格式[34],如图 1.2 所示,接收到的 LED 灯 ID 信息判断接收终端距离哪一盏 LED 灯最近,其原理示意图 1.3 所示。由 CP-1222 定义的 VLC-ID 定位法定位精度较低。
【参考文献】

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本文编号:2867785

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