使用图像传感器的可见光通信系统研究

发布时间：2017-10-25 20:18

  本文关键词：使用图像传感器的可见光通信系统研究

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【摘要】：随着发光二极管(Light Emitting Diode, LED)的快速发展,LED灯正越来越普遍的被运用于我们的日常生活之中,白光LED相对于传统的照明光源具有很多明显的优势,它具有功耗较低、使用寿命比较长、尺寸比较小、绿色环保、调制性能好、响应灵敏度较高、安全性较好等优点。由于LED的种种优点,科研人员提出了基于白光LED的可见光通信(Visible Light Communication, VLC)的概念,就是利用白光LED的高速闪烁来传递信息。为了克服VLC接收设备笨重携带不便、成本高等因素,图像传感器通信(Image Sensor Communication, ISC)应运而生,简单说来就是将可见光通信的光接收装置由专门的光探测器换成了图像传感器。本文详细介绍了可见光通信以及图像传感器通信的研究背景和意义及它们的发展历程,总结了国内外的研究现状；详细介绍了图像传感器通信系统从发射端到接收端的设计；接着介绍了在图像传感器通信系统中很关键的图像处理部分,本文先后介绍了用于定位LED的算法,包括边缘算法、区域生长法和帧差法,并且对比三种算法,得出了最适合用于图像传感器通信系统中的算法。此外,提出基于LED阵列的图像传感器通信,具体介绍了LED阵列的定位方式。文章的最后给出了单个LED和LED阵列并行通信的仿真结果,通过理论研究和动手操作,搭建了基于图像传感器的可见光通信系统达到了图像传感器通信系统通信的目的。
【关键词】：LED 可见光通信 图像传感器通信 LED阵列 图像处理 二维码
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及选题意义9-10
• 1.2 可见光通信研究的历史与现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 主要研究内容及章节安排12-14
• 第2章 图像传感器通信系统14-21
• 2.1 通信系统简介14-16
• 2.2 发射端设计16-19
• 2.2.1 光信号的调制16
• 2.2.2 信号发射端的基本结构16-17
• 2.2.3 PCI-1743驱动电路17-18
• 2.2.4 发光二极管18-19
• 2.3 接收端设计19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 图像处理算法21-31
• 3.1 图像处理算法21-26
• 3.1.1 边缘算法21-24
• 3.1.2 区域生长法24-25
• 3.1.3 帧差法25-26
• 3.2 图像处理算法仿真比较26-29
• 3.3 本章小结29-31
• 第4章 基于LED阵列的图像传感器通信31-45
• 4.1 二维码静态并行传输方案31-32
• 4.2 二维码动态并行传输方案32-34
• 4.3 LED阵列通信34-39
• 4.3.1 LED阵列35-36
• 4.3.2 同步LED36-37
• 4.3.3 数据包37-38
• 4.3.4 帧速率与光速率的关系38-39
• 4.3.5 校验方式39
• 4.4 实验仿真结果39-44
• 4.4.1 单个LED仿真结果40-42
• 4.4.2 LED阵列仿真结果42-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 总结与展望45-47
• 5.1 本文工作总结45
• 5.2 未来工作展望45-47
• 参考文献47-51
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果51-52
• 致谢52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 吴承治;;光无线通信技术与下一代超宽带家庭接入网[J];现代传输;2012年05期

2 王俊波;谢秀秀;曹玲玲;盛明;冯敏;;室内可见光通信中的分数间隔均衡技术[J];光学精密工程;2012年01期

3 丁德强;柯熙政;李建勋;;室内可见光通信多阵元发射天线优化设计[J];应用科学学报;2011年03期

4 骆宏图;陈长缨;傅倩;赵惠珊;莫晨晓;;白光LED室内可见光通信的关键技术[J];光通信技术;2011年02期

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7 胡国永;陈长缨;陈振强;;白光LED照明光源用作室内无线通信研究[J];光通信技术;2006年07期

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本文编号：1095331