给大家分享6篇关于可见光通信的计算机专业论文

今天分享的是关于可见光通信的6篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到可见光通信等主题,本文能够帮助到你

基于LED的室内可见光高速通信系统研究

这是一篇关于可见光通信,室内可见光通信系统,LED,正交频分复用的论文, 主要内容为随着LED技术的快速发展和通信需求的提高,基于LED的可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术由于具有频谱资源丰富,通信速度快,能源消耗少和基础设施好的优点,被视作新一代通信技术的重要组成部分,尤其适用于室内等具备照明设施的场合。但是现有的VLC系统大多难以兼顾照明与高速通信,存在通信距离短,实时性差,造价高等问题。因此研究和设计一种通信与照明一体化的高速VLC系统具有重大意义。针对上述问题,课题的具体研究内容如下:在室内应用环境中,上行链路为客户端至服务器,客户端通常为移动设备和物联网终端,要求低功耗且无需照明。因此使用0.3W的LED设计了点对点式驱动调制模块作为上行链路发射端。设计了直流偏置电路使LED工作在线性区。设计了恒流反馈电路保证直流成分的稳定。设计了可调增益放大电路来适应不同强度的信号。并与自行设计的带宽90MHz光电探测模块组成点对点式发送接收模块。下行链路为服务器至客户端,需要具备照明功能。因此使用5W的LED设计了覆盖式驱动调制模块,实现了照明通信一体化。针对大功率LED存在调制带宽小的问题,在点对点式驱动调制模块的基础上,设计了硬件均衡网络将系统调制带宽由1.8MHz提高至9.9MHz。其次,根据VLC系统的高速通信需求选用正交频分复用(OFDM)技术进行数据传输。根据VLC系统的信号特点,从通信质量,频谱效率等方面对比了多种OFDM方法并选用了DCO-OFDM。针对实际通信的同步、信道衰落和时延等问题,采用了同步序列、训练序列和数据序列的数据帧格式,实现了数据帧同步,信道估计和均衡、信号调制与解调等功能。根据VLC收发模块的参数设计了42.02Mbps的通信速度,使用FPGA实现了在线调制解调功能并进行了实验与仿真对比。最后使用VLC收发模块和FPGA搭建了完整的VLC测试系统,通过仿真分析了系统各个环节对通信性能的影响。以在线调制离线解调的方式对VLC系统进行了实验测试。在42.02Mbps的通信速度和FEC极限(误码率小于3.8×10-3)的条件下,点对点式VLC系统可以实现3.9m的通信;覆盖式VLC系统实现了1.2m的通信。在此基础上使用调制解调器和所设计VLC收发模块进行了以太网通信实验,实现了2.7m的距离下,下行链路37Mbps,上传链路45Mbps的通信速度。

基于LED的室内可见光高速通信系统研究

超奈奎斯特可见光通信信号传输系统的设计与实现

这是一篇关于可见光通信,超奈奎斯特,现场可编程门阵列的论文, 主要内容为随着大数据、智能接入、物联网等技术的迅速发展,数据通信量激增,使得人们对系统的传输速率和所需带宽有了更高的要求。除了使用调制方式和复用方式提升频谱利用率之外,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)因其具有丰富的频谱资源、出色的抗电磁干扰能力、低价的通信成本、可靠的通信保密性等优点受到人们的极大关注。超奈奎斯特技术(Faster-Than-Nyquist,FTN)是通过压缩发送符号的间隔,以达到在单个周期内发送多个符号的目的,从而将系统传输速率和频谱效率进一步提升。在提升系统性能的同时FTN技术会引入码间串扰,但随着计算机性能的提升,使用高性能的计算机算力可将误差消除,因此,FTN技术被人们越来越重视。在光通信领域,超奈奎斯特传输理论主要应用于光纤通信,而在大气光通信领域,相关研究相对较少,同时在硬件电路设计和系统实现等方面也存在较大挑战。本文在已有可见光通信研究的基础上,引入超奈奎斯特传输理论,设计了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的超奈奎斯特可见光图像传输显示系统,并通过搭建实际硬件系统完成了性能测试。具体的研究内容包括:(1)介绍了可见光通信技术和超奈奎斯特技术的研究背景和理论依据,超奈奎斯特可见光信号传输的系统模型,以及光通信中常用的OOK、PPM、MPPM、DPPM等调制方式。此外,还对半导体激光器和光电探测器这两种光通信中的核心元器件的种类、FPGA的基本结构和设计流程做了详细的介绍。(2)分析了在可见光通信系统中引入超奈奎斯特技术的需求,提出了一种使用超奈奎斯特传输方式的可见光图像传输显示的系统方案,使其能够完成前端图像采集后经过电信号和光信号传输,最终可显示图像的功能。并且使用FPGA和电器元件,结合理论基础和系统设计方案,搭建了超奈奎斯特可见光通信信号传输系统的硬件平台,并对系统的传输速度、传输距离和可靠性等指标进行了测试,以便评估系统的优劣。(3)利用Quartus Ⅱ软件,使用Verilog HDL硬件编程语言编写了前端图像采集、数据封装、数据传输、直接数字合成、数据解调等程序,并使用Model Sim仿真软件对所编写的各部分程序进行了仿真和功能验证。之后,加入图像采集模块OV7725,实现了图像的实时传输和显示。最后,结合所设计的硬件电路和软件程序对系统进行整体测试。测试结果表明,在50 cm的传输距离下,该系统能够实现10 Mbps数据稳定传输,相比于同等条件下的奈奎斯特系统,其频谱效率提升了22%。

基于PoE的可见光照明及通信系统研究与实现

这是一篇关于可见光通信,智能照明,以太网供电,调光优化,通信性能测试的论文, 主要内容为传统室内照明灯具通常采用白炽灯、荧光灯等光源,且一般为手动控制的照明方式,由于其存在频闪、低智能化和资源浪费等问题,已经无法满足人们智能化、多样化的照明需求。目前发光二极管(Light Emitting Diode,LED)凭借光效高、寿命长等优势发展为照明的主体,且照明灯具是最广泛分布的机电设备,是物联网的极佳载体。以太网供电(Power over Ethernet,PoE)技术与照明灯具的融合将从源头上为灯具提供低压直流供电,解决传统照明中存在的资源浪费、管理不集中等问题,且具有高速信息传输的能力。6G通信即将到来,数字化、智能化是新技术浪潮下的必由之路,结合可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的PoE智能照明将给智慧教室、智能交通等大规模物联网通信领域带来全新的应用价值,促进社会的可持续发展。因此本文主要对基于PoE的可见光照明及通信系统进行研究和实现:(1)首先,深入调研了PoE智能照明技术和可见光通信技术的研究进展,指出传统室内照明面临的技术挑战,且难以满足人们日益增长的美好生活需要;其次,分析了PoE智能照明技术方案以及LED的电光特性,介绍了影响室内照明的关键性能评价指标,如光照强度、蓝光危害、显色指数等;最后,分析了LED的伏安特性、输出光功率-输入电流特性以及调制带宽等指标与可见光通信性能的关系,为实现基于PoE的智能照明及通信系统奠定了良好的基础。(2)针对现有照明灯具中存在的高显色指数与低蓝光危害难以兼顾、资源浪费严重、智能化不高等问题,提出了分布式PoE智能照明传感系统设计方案。首先,采用金黄光和白光LED混光策略,根据CIE 1931色度标准构建了光色度参数与脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的调光模型,并利用动态模糊神经网络对模型进行优化设计;其次,介绍了PoE智能照明系统的相关器件选型和电路设计,利用物联网技术融合智能传感控制器,可以实时调节灯具的亮度、色温等,实现按需照明;最后,对PoE智能照明灯具的实际照明性能进行测试并分析,相较于传统的LED灯具,本系统具有低蓝光危害(RG0)、高显色指数(85-95Ra)、色温(2000K-6000K)连续可调、无频闪且照度均匀等照明优势,同时本系统能够有效降低能耗,可以满足实际生活中的照明需求,助推健康照明和低碳节能。(3)针对大规模物联网连接中可见光照明通信系统集成度较低、通信速率和调制带宽较小等问题,进行基于PoE智能照明系统的可见光通信优化设计及通信性能分析。首先,介绍了基于PoE智能照明系统的VLC收发模拟链路设计方案,发射端采用均衡技术有效提升了系统的调制带宽,传输信道利用菲涅尔透镜进行光学设计和优化提高了光路的传输效率和稳定性,接收端利用PIN光电二极管和低噪跨阻放大器提高了系统接收端的信噪比;其次,在通信距离20cm、输出功率0.1m W条件下对系统的频率响应进行了实际测试验证,结果表明均衡电路能有效改善幅频响应曲线的平坦度,其-3d B带宽由10.4MHz扩展到110MHz以上,可以满足基本的通信服务需求;最后,对开关键控(On-Off Keying,OOK)调制的VLC系统进行通信性能分析,通过仿真及实测发现系统的误码率可以达到10-6级别,由此可以说明该系统具有良好的通信能力。

转子叶片状态参数无线遥测关键技术研究

这是一篇关于旋转机械,遥测,电磁兼容,DCO-OFDM,可见光通信的论文, 主要内容为转子叶片状态参数的获取是旋转机械故障诊断与预测性维护的重要前提,也是航空发动机、汽轮机设计的关键步骤。传统的滑环测量法存在使用寿命短、工作转速低、测量通道数少以及测量噪声大等缺点,难以满足当今的测量需求。遥测法采用了无线供电技术与无线数据传输技术,能够实现高转速条件下长寿命、多通道、低噪声的叶片状态参数测量,是目前的研究热点。遥测系统发射机布置在高速旋转的转子上,高转速、强干扰的工作环境给遥测系统的稳定电能供应、高精度信号测量及高速率数据传输带来了极大挑战。本文设计了基于电池辅助电磁感应供电与可见光通信的转子叶片状态参数遥测系统,针对旋转供电、信号调理采集以及数据传输等关键技术进行了深入研究,主要工作如下:1.针对低转速时电磁感应发电不能满足系统耗电需求的问题,分析转子转速与磁感应强度对线圈输出电压的影响规律,设计了一种基于电池辅助的电磁感应供电方法,实现了低转速时遥测系统的稳定供能;针对供电模块安装导致转子动平衡失衡的问题,建立了线圈受力模型,确定了“侧表面对称”的布局原则,减小了线圈所受安培力引起的转子径向抖动,实现了高速旋转条件下转子的动平衡。2.针对单应变片电桥测量电路测量线性度不高的问题,设计了一种基于电流源驱动的双应变片电桥电路,实现了低功耗、高线性度的状态参数信号测量;针对强干扰、高转速复杂工作环境,设计了基于伪差分信号传输的信号调理与采集电路,减小了磁场与射频对信号的干扰,实现了状态参数的准确测量。3.针对转子遥测传输方案中激光方式可靠性较差、红外方式通信速率较低的问题,使用可见光通信技术进行转子遥测数据传输,提出了基于直流偏置光正交频分复用调制与RGB波分复用的遥测数据传输方案,提升了每路光通信的频谱利用率,实现了多通道遥测数据的并行高速传输;针对高速旋转条件下不对正、大气湍流等干扰因素对接收光功率的影响,构建了通信光链路模型,提出了一种基于导频的解调阈值实时补偿方法,有效降低了旋转条件下可见光通信模块的误码率,实现了单路18Mbps的稳定数据传输。4.研制了遥测系统样机,搭建了旋转试验台,开展了验证性试验,在0～3000rpm转速范围内实现了遥测系统的稳定供能,达到了优于6.2×10-6的通信误码率,实现了信噪比优于60.9d B的应变信号高性能采集,实现了转子叶片状态参数的准确测量。