基于LED可见光无线通信系统的研究
本文关键词：基于LED可见光无线通信系统的研究
【摘要】：随着大数据时代和照明器件的发展,可见光通信越来越受到关注。利用可见光进行通信,使用LED作为信号的发射源,用强度不同表征信号,并把其加载到LED发光器件上,通过LED灯的明暗闪烁来传递所需要的信息。这种技术的应用,既可以实现相隔距离不远的通信,还可以兼做照明用。由于它是通过点到点的方式传递信息,在一定程度内拥有十分高的安全系数。另一方面,LED还具有节约能源、无辐射、环保、较宽的频谱带宽等优点,未来拥有不错的应用前景。本文将音频信号加载到可见光上,使用数字信号处理器DSP搭建系统,实现音频数据发送与接收的功能。论文的主要工作如下:(1)在分析可见光通信的几种基本特性基础之上,研究了LED器件的特性,随后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LED可见光无线通信系统的硬件方面做出详细设计。在发送模块,通过分析选取了较为适合的LED光源器件,设计了发送模块电路、电源电路。在接收模块,对光电检测器进行选取,自行设计完成接收端的电路。(3)基于所设计的可见光系统硬件电路,进行软件程序功能的实现。软件编写的核心是基于德州仪器制造的F28335进行开发的。在接收模块中,编程实现音频信号转换单元AIC23与核心处理器F28335之间的通信。(4)针对所设计的LED可见光无线通信系统进行性能测试,分别对发送端音频信号、信号处理模块输入输出、实际传输效果进行测试,并观察、分析测试结果。
【关键词】：可见光通信 LED DSP F28335
【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】：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 论文研究的目的和内容11
- 1.6 论文结构11-13
- 第二章 可见光无线通信系统的研究13-24
- 2.1 LED简介13-18
- 2.1.1 LED的结构及发光原理13-14
- 2.1.2 LED的伏安特性14-15
- 2.1.3 LED调制特性15-16
- 2.1.4 LED光谱特性16-18
- 2.2 白光LED辐射特性18-19
- 2.3 可见光信道分析19-22
- 2.3.1 信道模型建立19-21
- 2.3.2 噪声分析21-22
- 2.4 改善可见光通信性能方法分析22-23
- 2.5 本章小结23-24
- 第三章 基于LED可见光无线通信系统的硬件设计24-38
- 3.1 系统基本框图及基本原理24
- 3.2 LED可见光无线通信系统发射模块的设计24-28
- 3.2.1 光源的选择25-27
- 3.2.2 发射模块设计27-28
- 3.2.3 电源模块设计28
- 3.3 LED可见光无线通信系统接收模块的设计28-35
- 3.3.1 光电检测器的选取29-30
- 3.3.2 光电检测模块设计30
- 3.3.3 信号处理模块设计30-32
- 3.3.4 处理器模块设计32-33
- 3.3.5 电源模块设计33-35
- 3.4 硬件展示35-37
- 3.5 本章小结37-38
- 第四章 基于LED可见光无线通信系统的软件设计38-45
- 4.1 软件设计环境及编程语言介绍38-39
- 4.2 F28335数字信号处理器介绍39
- 4.3 TMS320F28335 McBSP多通道串行通信原理介绍39-42
- 4.3.1 多通道缓冲串. McBSP的基本概念40-41
- 4.3.2 多通道缓冲串.的结构41-42
- 4.3.3 多通道缓冲串.与DSP通信的实现42
- 4.4 系统软件设计42-44
- 4.4.1 系统程序设计流程图43-44
- 4.4.2 系统设计软件实现44
- 4.5 本章小结44-45
- 第五章 基于LED可见光无线通信系统的性能测试45-51
- 5.1 性能测试45-48
- 5.1.1 发送端音频信号波形测试45-47
- 5.1.2 信号处理模块输入输出测试47-48
- 5.2 实际传输效果测试48-50
- 5.3 本章小结50-51
- 第六章 总结与展望51-53
- 6.1 全文总结51-52
- 6.2 全文展望52-53
- 参考文献53-55
- 附录1 程序清单55-59
- 致谢59
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