基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究

发布时间：2017-04-09 06:07

  本文关键词：基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是利用可见光波段的光作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。LED光源具有稳定性好、寿命长、光效高、功耗低、绿色环保等优点,是成为新一代的照明光源。而LED核心发光单元是发光二极管(Light Emitting Diode, LED),具有响应速度快、通信带宽宽等特性,成为了通信载波方式和无线通信的一个重要载体。机动车在出厂时拥有全球唯一的“身份证”——车辆识别代码(Vehicle Identification Number, VIN),它包含了机动车的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等身份信息。在汽车维护、高速收费、停车收费、车辆年检等场所都需要正确解读VIN码。目前采用的人工、蓝牙通信或图像识别等方式对车辆进行身份识别,存在耗时、复杂、存储量过大、成本较高等不足。为了满足识别要求的快速性、准确性和唯一性,提出研究建立基于可见光通信的车辆身份识别系统。论文研究在车辆大灯基础上开发基于可见光通信的车辆身份识别系统,提出了由发射装置、通信链路和接收装置组成的身份识别系统总体架构,同时对系统通信协议等关键实现技术展开了研究。发射装置主要由发送控制器、车辆灯光控制器构成；通信链路为自由空间；接收装置包括光学接收镜头、光电探测器、信号处理、显示与存储等构成。通信采用开关按键(On-Off Keying, OOK)调制技术和自编码通信协议结构,将车辆身份信息进行编码调制后通过车辆灯光进行发送。接收端采用光电检测器经过滤光片后进入接收装置,微弱信号经过放大、滤波、比较,然后进入单片机进行解码、显示和存储,从而读取实现车辆的身份信息识别。本系统兼具照明、通信于一体,应用维护便捷,具有在特定环境下对移动车辆进行定位和识别的应用前景。计算机仿真及物理实验测试表明,白光通信在低速(1KHz)通信速率下能实现数据的可靠链接和通信,论文研究为基于可见光通信的车辆身份识别系统进行了有益的探索,具有一定技术借鉴价值。
【关键词】：可见光通信 车辆身份识别 LED光源 VIN码 调制技术
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;TN929.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 课题的研究背景及意义12-15
• 1.2 车辆身份识别相关技术的研究现状15-18
• 1.3 可见光通信的研究现状18-21
• 1.3.1 国外动态及水平18-20
• 1.3.2 国内动态及水平20-21
• 1.4 论文的主要研究内容及结构安排21-23
• 第2章 可见光识别的关键技术23-40
• 2.1 白光LED通信原理23-29
• 2.1.1 白光LED的工作原理23-25
• 2.1.2 白光LED的光谱特性分析25-29
• 2.2 白光通信的连接方式29-30
• 2.3 光电检测器工作原理和特性30-34
• 2.3.1 PIN二极管的工作原理31
• 2.3.2 PIN二极管的基本特性31-34
• 2.4 点对点通信模型的信道分析34-36
• 2.4.1 信道的直流增益34-35
• 2.4.2 光电探测器的噪声模型35-36
• 2.5 调制技术的选择36-38
• 2.6 识别系统通信协议38-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第3章 车辆身份识别系统设计40-50
• 3.1 车辆身份信息分析40-41
• 3.2 车辆身份识别系统总体框架41-42
• 3.3 识别卡系统设计42-44
• 3.4 识别卡硬件设计44-48
• 3.4.1 发射电路46
• 3.4.2 接收电路46-47
• 3.4.3 显示部分47-48
• 3.5 识别通信软件设计48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 试验平台搭建及测试分析50-61
• 4.1 仿真平台的搭建50-56
• 4.2 仿真结果验证分析56-57
• 4.3 试验平台的搭建57-58
• 4.4 实验结果验证分析58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 总结与展望61-64
• 致谢64-65
• 附录Ⅰ65-69
• 参考文献69-72
• 攻读工程硕士期间发表的论文及科研成果72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 日通;长距离光通信技术[J];军民两用技术与产品;2003年12期

2 W.TX;世界最快光通信技术[J];军民两用技术与产品;2004年06期

3 李小行;;浅析光通信技术[J];硅谷;2008年06期

4 王英,叶忠民,陈绍聂,顾夏珍,韩海林,吴白丁,裘剑敏;浙江省光通信仪表的计量测试[J];中国计量学院学报;2003年02期

5 杨照德;卫星间光通信技术[J];中国航天;1994年03期

6 张娜;金志民;;超长站距光通信技术在电力系统中的应用分析[J];电力系统通信;2008年03期

7 赵婷;李洪祚;宫玉琳;;可见光通信中高阶调制格式研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2013年05期

8 魏铭炎;;光通信技术的开发动向[J];电工技术;1984年11期

9 刘殿文;;卫星之间的光通信[J];国外空间动态;1989年03期

10 杨照德;卫星间光通信开发动向[J];国外空间动态;1994年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 都明;尧长青;冯涛;;浅谈40G光通信[A];四川省通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年

2 李明宇;阎春生;胡海洋;;光通信实习教学改革建议[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会第三次会议暨教学改革研讨会论文集[C];2008年

3 张阿平;高少锐;何赛灵;;光通信技术课程教学探讨[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C];2010年

4 毛谦;;光通信技术和网络的现状及其发展[A];武汉市首届学术年会通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年

5 韦乐平;;40G光通信技术与下一代干线光纤的发展[A];四川省通信学会2003年有线通信技术交流会资料汇集[C];2003年

6 李番;邬双阳;张文平;;星地光通信地面接收技术研究[A];鲁豫赣黑苏五省光学（激光）学会2011学术年会论文摘要集[C];2011年

7 蒋丽娟;朱道伟;;无纤光通信技术及其应用[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议（OFCIO’2001）论文集[C];2001年

8 韦乐平;;光通信技术的发展趋势和展望[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

9 谢征;吴国锋;;移动大气光通信新慨念[A];2007年全国第十六届十三省（市）光学学术会议论文集[C];2007年

10 郑大永;乐彤惠;;光通信技术的发展概述[A];四川省通信学会1999年学术年会论文集[C];1999年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 方新洲;日本利用航标灯实施可见光通信[N];中国船舶报;2008年

2 安吉;贝尔实验室最新成果助力未来光通信发展[N];科技日报;2013年

3 本报记者 姚传富;光通信技术依然朝霞满天[N];人民邮电;2013年

4 记者 叶青 通讯员 罗廷;广东率先成立联盟 攻关可见光通信技术[N];广东科技报;2014年

5 记者 叶青 通讯员 罗廷;可见光通信技术可减少人体电磁损害[N];广东科技报;2014年

6 陈汉林;烽火通信与四川省电力公司举行光通信技术交流会[N];西南电力报;2000年

7 记者 于尚民;金融风暴点燃光通信?[N];通信产业报;2008年

8 本报记者 范毅波;日立携手北邮 研发光通信技术[N];网络世界;2005年

9 刘霞;可见光通信技术有望取代无线保真技术[N];科技日报;2011年

10 杞人;广东加快推进可见光通信技术产业化[N];科技日报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 俞建杰;卫星光通信光学系统优化设计及性能评测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

2 薛正燕;卫星光通信捕获跟踪技术研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2015年

3 丁举鹏;可见光通信室内信道建模及性能优化[D];北京邮电大学;2013年

4 何胜阳;室内可见光通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

5 罗彤;星间光通信ATP中捕获，跟踪技术研究[D];电子科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 代好;面向射频和可见光通信的三维空间键控系统[D];大连海事大学;2015年

2 陈明方;基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究[D];西南交通大学;2015年

3 胡渝;星间光通信跟踪精度测试[D];电子科技大学;2006年

4 石涛;星间光通信双向跟踪稳定特性研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 孙春媛;水下短距离可见光通信技术的研究[D];中国海洋大学;2007年

6 马志超;卫星光通信误差反馈振动补偿算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 李海静;星间光通信中光学系统像差对瞄准捕获跟踪的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

8 李梦男;卫星光通信中平台振动的频域预测补偿方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 朱博韬;卫星光通信双向扫描捕获技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 李鹏飞;光传感与光通信技术在智能电网中的应用研究[D];北京邮电大学;2012年

  本文关键词：基于可见光通信的车辆身份识别系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：294606