基于短距离照明LED指向通信系统探讨与实现

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照明 LED具有功耗低、体积小、寿命长、发光稳定、发散角大、可脉冲调制等特点,利用其进行通信对人体无伤害、无电磁干扰,无需申请频谱资源。在楼宇间用开关电源驱动 LED提供照明,可实现照明和通信的双重功能,通过伺服系统控制转向扫描建立多方位通信链路实现短距离LED扫描指向光通信,为照明LED的扩展应用提供一种新思路。  本文针对楼宇间照明和信息传输的需求,设计一种基于 LED照明的指向光通信系统,在近距离的楼宇间构建一种局域通信网络,弥补了楼宇间通信的一些不足。研究照明LED短距离通信的相关技术,探讨大功率LED驱动电源特性,分析开关电源的类型、控制方式、反馈方式等原理,设计合理的开关电源驱动以满足系统对光源实现照明与信息传输的需求;研究利用伺服控制系统实现扫描功能,建立楼宇间不同方位的多条通信链路,完成多点间的信息中转或接力传输;依据空间光通信扫描跟踪技术,采用光强探测的跟踪方法,扫描最大功率定位方法,建立可靠有效通信链路;完成数字信号和语音信号多元化传输;通过软件控制系统各部分有序的运作。设计系统主要包括 LED开关电源驱动电路、数字信号调制解调电路、语音信号调制解调电路、扫描定位电路和伺服控制电路,搭建了实验测试平台。  测试结果表明,系统保证 LED正常照明,能利用伺服转向系统实现多方位通信链路建立,完成不同方位的可见光实时通信,扫描定位技术的应用保证了系统的通信质量。系统可靠的实现了楼宇间照明 LED扫描指向通信,具有较高的实用和推广价值。
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