基于LED可见光的室内通信与定位系统研究

发布时间：2024-02-14 04:42

　　当前,传统的无线通信技术由于其频谱资源紧张、使用区域受限、易被监听等缺陷已经越来越难满足人们的要求,因此,一种新型的无线通信技术-LED可见光通信技术逐渐走入人们的视野。与传统的射频通信技术相比,利用LED可见光进行通信具有频谱资源丰富、敏感区域使用不受限、绿色安全、保密性高等种种优点,可以有效的解决传统无线通信技术暴露出的弊端。目前,基于LED的可见光通信技术正在突飞猛进的发展,成为国内外无线通信领域中非常热门的研究课题,具有光明的应用前景和广阔的发展空间。文章介绍了LED的相关特性,并对通信信道的冲激响应和直流增益进行了分析,计算了信道的信噪比。同时通过理论分析建立了光照与光功率的分布模型,并以MATLAB进行了仿真。文章设计了一款基于LED可见光的室内通信系统。系统使用STM32F407作为主控芯片,搭建稳压电路、驱动电路等外围电路,采用软件编程的方式完成信号的调制与解调过程,实现了两台计算机通过可见光进行数据通信。文章还对常见的可见光室内定位算法进行详细的分析,并提出了一种基于指纹数据的RSS室内可见光混合定位算法,对LED辐射模型的参数进行优化,相对指纹库算法、RSS三边测量...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 可见光通信概述
    1.2 可见光通信的研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 主要内容及章节安排
第二章 室内可见光通信理论分析
    2.1 LED及其特性
        2.1.1 LED概述
        2.1.2 LED的发光机理
        2.1.3 LED的调制特性
        2.1.4 LED的光学参数
    2.2 通信信道与信噪比
        2.2.1 通信链路概述
        2.2.2 室内可见光通信信道模型
        2.2.3 信噪比分析
    2.3 光照与功光率分布模型
        2.3.1 单灯光照分布模型
        2.3.2 多灯光照分布模型
        2.3.3 光功率分布计算
    2.4 本章小结
第三章 室内可见光通信系统设计与实现
    3.1 设计方案概述
    3.2 数字信号调制解调原理
        3.2.1 2ASK调制方式
        3.2.2 PPM调制方式
    3.3 系统硬件设计
        3.3.1 主控芯片的选择
        3.3.2 发射机硬件设计
        3.3.3 接收机硬件设计
    3.4 系统软件设计
        3.4.1 串口通信模块
        3.4.2 信号调制模块
        3.4.3 信号解调模块
    3.5 本章小结
第四章 基于VLC的室内定位系统设计
    4.1 VLC室内定位算法概述
    4.2 常见的VLC室内定位算法原理
        4.2.1 RSS定位算法
        4.2.2 TOA与TDOA定位算法
        4.2.3 指纹库算法
    4.3 基于指纹数据的RSS定位算法
    4.4 定位系统的实现
        4.4.1 系统方案概述
        4.4.2 灯控及采样模块
        4.4.3 滤波模块
        4.4.4 存储模块
        4.4.5 定位及显示模块
    4.5 定位精度及误差分析
    4.6 本章总结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
附录
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况



本文编号：3897760