基于可见光通信的无线门禁系统设计与实现

发布时间：2017-05-23 22:11

  本文关键词：基于可见光通信的无线门禁系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着LED器件的发展,可见光通信越来越受到关注。可见光通信使用LED作为信号的发射源,把强度不同的信号加载到LED灯上,通过LED灯的明暗闪烁来实现信息的传递。这种技术不仅可以实现短距离的通信,还可以兼顾照明。由于它是通过点对点的方式传递信息,安全性高。它还具有节能环保、无电磁辐射、较宽的频谱带宽等优点,有着很好的应用前景。本文将可见光通信和门禁技术相结合,设计完成了基于可见光的无线门禁系统。论文的主要工作如下:(1)分析了可见光通信的基本原理、LED器件的发光原理及其光谱调制特性,研究了可见光无线信道的几种连接方式,建立了可见光无线通信信道模型。(2)对基于可见光通信的门禁系统的硬件方面做了详细的设计。在光钥匙模块,通过实验选取了适合的LED光源器件,自主的设计光源驱动电路。在光控锁模块,对光电检测器进行选取,自主设计完成接收端的电路。(3)在硬件电路的设计上,进行软件功能的实现。软件的编写是基于核心单片机进行开发的。在光钥匙方面实现了秘钥发送、人机交互、低功耗的功能。在光控锁的方面实现了秘钥的接收、低功耗设计的功能。软件设计完成后,对光钥匙和光控锁模块进行了实物的封装。(4)设计了一款基于移动终端(手机)的光钥匙。设计主要分为两个部分,一部分是手机APP的设计,一部分是外部驱动模块的设计。手机APP,用来发送开锁的秘钥信息。外部驱动模块,用来把开锁秘钥信息加载到LED灯上发送出去。完成了基于手机终端的光钥匙设计。
【关键词】：可见光通信 白光LED 门禁 光钥匙 光控锁
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 可见光通信概述8-9
• 1.3 可见光通信国内外发展现状9-10
• 1.4 可见光通信的优点10-11
• 1.5 课题研究意义11
• 1.6 论文研究目的和内容11-12
• 1.7 论文结构12-13
• 第二章 可见光通信系统研究13-21
• 2.1 LED简介13-15
• 2.1.1 LED发光原理13-14
• 2.1.2 LED的调制特性14-15
• 2.1.3 LED的光谱特性15
• 2.2 可见光通信链接方式介绍15-16
• 2.3 可见光信道分析16-19
• 2.3.1 信道模型建立16-18
• 2.3.2 噪声分析18-19
• 2.4 可见光通信常用调制编码技术分析19
• 2.5 改善可见光通信性能方法分析19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 可见光门禁系统的硬件设计21-37
• 3.1 系统框图及基本原理21
• 3.2 光钥匙硬件设计21-27
• 3.2.1 光源的选择22-24
• 3.2.2 处理器模块设计24-25
• 3.2.3 LED驱动模块设计25-26
• 3.2.4 密钥控制模块设计26-27
• 3.2.5 电源模块设计27
• 3.3 光控锁硬件设计27-34
• 3.3.1 光电检测器的选取28-29
• 3.3.2 光电检测模块设计29-30
• 3.3.3 判决译码模块设计30-31
• 3.3.4 光锁受控模块设计31-32
• 3.3.5 电源模块设计32-34
• 3.4 硬件展示及测试34-36
• 3.4.1 实物展示34-35
• 3.4.2 硬件性能测试35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于可见光通信的无线门禁系统软件设计37-54
• 4.1 软件开发环境及编程语言介绍37-38
• 4.2 STC12C2052AD单片机介绍38
• 4.3 STC12C2052AD串行通信原理介绍38-42
• 4.3.1 串行通信的基本概念38-40
• 4.3.2 串行口的结构40-42
• 4.4 光钥匙软件设计42-47
• 4.4.1 程序实现流程图43-44
• 4.4.2 光钥匙模块软件实现44-47
• 4.5 光密码锁软件设计47-52
• 4.5.1 光密码锁软件设计流程图47-49
• 4.5.2 光密码锁模块软件实现49-52
• 4.6 系统性能测试与分析52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 基于移动终端光钥匙的实现54-59
• 5.1 光钥匙设计结构框架图54
• 5.2 手机APP设计54-55
• 5.2.1 设计目标54
• 5.2.2 Android系统介绍54-55
• 5.2.3 APP功能介绍55
• 5.3 外部驱动模块设计55-57
• 5.3.1 OTG功能介绍56
• 5.3.2 USB转TTL电路设计56-57
• 5.3.3 硬件实物展示57
• 5.4 实物展示与分析57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 总结展望59-61
• 6.1 全文总结59-60
• 6.2 全文展望60-61
• 参考文献61-63
• 附录1攻读硕士学位期间参加的科研项目63-64
• 致谢64

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