基于ARM的LED可见光通信系统设计

发布时间：2017-05-25 18:19

  本文关键词：基于ARM的LED可见光通信系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：白光LED照明技术的兴起促进了光无线通信技术的发展,同时,宽带接入需求的大幅度增加使得无线射频通信的频谱资源日趋紧张,可见光通信(VLC)技术作为解决这一问题的关键方法开始受到更多的关注,并逐渐成为光无线通信领域的研究热点。可见光通信使用的LED光源具有高速调制的特性,可以在人眼无法察觉的情况下通过高速的明暗闪烁来传递信息,同时完成照明工作。由于传输载体为可见光,可以完美解决射频通信中频谱资源紧张的问题。本文对可见光通信技术展开研究,并在ARM平台上实现基于LED的可见光通信系统。本文首先介绍了VLC系统的基本框架,并根据框架结构搭建了系统的硬件平台,其次对系统中使用的LED、处理器等核心器件的特性和功能做了详细介绍,并对外围电路的各个功能模块进行设计,主要包括电源模块、放大模块、驱动模块、发射／接收模块以及滤波模块等。以此为基础,首先在ARM裸机平台上实现了VLC系统的整体功能,该系统设计基于JEITA CP-1222协议,使用28.8kHz的子载波以及四通道脉冲位置调制(4PPM),可完成识别码(ID)与任意数据的传输功能。之后为提高系统的可扩展性和应用性,本文又对ARM_linux平台的开发方式展开研究,通过linux驱动程序控制底层硬件,完成了可见光通信系统软件功能向ARM_linux平台的移植,并设计简单的用户交互界面进行功能控制。最后论文对两个系统平台的功能及性能进行了实验测试,测试结果验证了系统设计方案的可行性。本论文搭建的可见光通信系统硬件平台以及在ARM裸机、ARM_linux上实现的软件系统为可见光通信应用研究提供了理论依据及实验基础。
【关键词】：可见光通信 白光LED ARM裸机开发 Linux设备驱动程序 PRM调试
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 可见光通信的提出背景9-11
• 1.2 可见光通信的发展概况11-13
• 1.2.1 国外可见光通信技术的发展11-13
• 1.2.2 国内可见光通信技术的发展13
• 1.3 可见光通信的应用前景13-14
• 1.4 论文的研究内容与组织结构14-17
• 第2章 VLC系统框架与硬件平台搭建17-37
• 2.1 白光LED的工作原理和特性17-22
• 2.1.1 白光LED的工作原理17-20
• 2.1.2 白光LED的调制特性20-22
• 2.2 处理器及平台选择22-26
• 2.2.1 S3C2440片上资源介绍23-25
• 2.2.2 Mini2440片外资源介绍25-26
• 2.3 外围电路各模块设计26-34
• 2.3.1 电源模块26-27
• 2.3.2 发送端放大模块27-28
• 2.3.3 发送端驱动模块28-31
• 2.3.4 光电二极管及其前置放大模块31-33
• 2.3.5 接收端滤波模块33-34
• 2.4 外围电路整体实现34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 基于ARM裸机的VLC软件系统实现37-53
• 3.1 裸机开发环境的搭建37-39
• 3.2 调制方式的选择39-41
• 3.3 CRC校验方式41-42
• 3.4 软件系统设计与实现42-52
• 3.4.1 PPM和同步头序列波形设计43-44
• 3.4.2 发送端软件实现44-47
• 3.4.3 接收端软件实现47-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 基于ARM_linux平台的VLC软件系统实现53-70
• 4.1 嵌入式linux开发环境搭建53-56
• 4.1.1 PC机开发环境平台搭建54-55
• 4.1.2 开发板上linux平台搭建55-56
• 4.2 VLC驱动程序的设计56-62
• 4.2.1 linux设备驱动程序的数据结构57-58
• 4.2.2 linux驱动程序的编程框架58-59
• 4.2.3 驱动程序的设计与实现59-62
• 4.3 驱动程序的加载62-64
• 4.4 内核调试64-65
• 4.5 应用层程序设计65-68
• 4.5.1 文本传输65-66
• 4.5.2 文件传输66-68
• 4.6 本章小结68-70
• 第5章 系统调试及性能测试70-80
• 5.1 系统调试70-74
• 5.1.1 电路调试70-73
• 5.1.2 系统样机73-74
• 5.2 系统性能测试74-79
• 5.2.1 误码率测试74-75
• 5.2.2 文本信息传输测试75-78
• 5.2.3 文件信息传输测试78-79
• 5.3 本章小结79-80
• 第6章 总结与展望80-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

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