可见光通信及其关键技术研究
可见光通信技术的最新发展
可见光通信技术的最新发展近年来，随着科技的不断进步，可见光通信技术也得到了快速的发展。
可见光通信技术是一种利用可见光进行通信的技术，可以实现高速度、高密度的数据传输和通信安全等多种优点。
在本文中，我们将会讨论可见光通信技术的最新发展，以及其在未来的应用前景。
一、可见光通信技术的基础原理可见光通信技术是基于无线光通信的一种技术。
通过光电传感器和光透镜等设备将图像转换成数字信号，再通过光纤传输到目标设备，如电视、电脑等。
可见光通信技术主要以白光LED为光源，黑色发泄区来模拟数字信号的0和1，通过光源的开合来发送信号。
由于人眼不能识别高速闪烁，因此其不会影响到人眼的感觉。
而且可见光通信技术不需要使用电磁波，也就不会影响到医疗等行业。
因此可见光通信技术在解决无线电波污染方面也是一个不错的选择。
二、可见光通信技术的发展历程可见光通信技术最初是在20世纪70年代被发明的，但那个时候还没有被广泛应用。
随着LED技术和数字图像技术的快速发展，可见光通信技术在21世纪初才逐渐被人们所认识，成为了一种重要的无线通信技术。
在近年来，可见光通信技术迎来了它的高峰期，目前已经被广泛应用于各个领域。
例如，商业上已经开始应用在超市的货架上，配合手机APP扫描即可查询商品的价格和信息。
此外，还可以用在室内GPS导航，给人提供定位和辅助导航等服务。
三、可见光通信技术的未来应用前景未来可见光通信技术的应用前景非常广泛，其越来越普及将会在可见光通信掉粉行业中发挥重要的作用。
例如，人们可以在夜间利用可见光通信技术联网。
这将会极大的拓展人们的通信场景和便利性，让生活更加智慧化。
在工业领域，可见光通信技术也可以为工业自动化和机器视觉带来新的发展前景。
未来的智能家居、智能城市和智慧医疗将会是可见光通信技术应用的重点领域。
同时，可见光通信技术的成熟应用也需要不断加强安全性和稳定性的保障，确保在不断发展的大数据背景下，数据能够得到安全、稳定和高效的传输。
基于白光LED的可见光通信系统及其实现
研究Technology StudyI G I T C W 技术12DIGITCW2021.010 引言与传统照明光源相比，白光LED 具有替代较低、替换长、尺寸相对较小、响应灵敏度高等许多优点。
利用这些特性，在使用LED 进行照明的同时，可以将调制后的信号送到LED 可见光中进行传输，从而实现数据率更高、安全性更高的可见光通信。
可见光通信（Visible Light Communication/VLC ）作为一种传输数据信息技术，利用高速互联网电线设备连接到照明系统设备，可以通过插入电源插头使用。
利用这种技术，系统能够覆盖室内灯光所到达的所有空间范围，不需要电线连接就可以进行高速传输，因而有着良好的应用前景。
本文探讨的可见光通信（VLC ）是基于白光LED 实现的。
它的通信速度可以达到每秒几百兆。
在全世界推崇绿色能源的巨大压力下，绿色照明技术的开发和应用已经迫在眉睫。
VLC 可以满足照明需要和通信需要，这将是无线光通信领域一个全新的突破点，它适用于很多领域，比如智能家居码。
1 关键技术的应用LED 可见光通信有室内通信和室外通信两大类。
本文的陈述基于我们团队对室内VLC 技术的实验研究。
我们的实验将VLC 系统分为三个部分：发射、传输和接收。
发射部分包括：信号输入和编码、调制电路，可见光发射系统驱动电路。
接收部分由以下几个模块组成，它们分别是：光接收系统、光电探测器、信号转换和输出电路。
1.1 光信号接收技术随着距离的增加，接收部分收到的信号较弱，这往往导致接收机的信噪比小于 1。
为了使接收到的信号更好地满足需求，我们需要选择一种灵敏度好、响应速度较快、噪声小的光电探测器。
此外，为了在一定程度上抑制背景中杂散光的干扰，我们可以选用相对高效的光滤波器对接收到的信号进行前端处理，对信号进行有效降噪。
1.2 调制、编码以及解调技术在现阶段的研究中， LED 可见光通信系统多采用基于亮度调制（ IM ）的DD 系统，编码方法多为二进制开钥控制（ OOK ）编码。
可见光通信调光技术研究
可见光通信调光技术研究作者：麦强卓惠佳廖晓琳刘洋来源：《中国新通信》 2018年第24期【摘要】为了解决可见光通信系统需要兼顾照明和通信功能，在通信过程中灯光闪烁的问题，采用了STM32F103VET6 对信息进行ASCII 编解码，利用PPM 与PWM 相结合的调制方式，以1W LED 为发射光源，使用PIN 光电二极管接收数据，完成数据传输。
实验结果表明，使用ASCII 编码在PPM+PWM 调制方式实现了LED 的光功率在32.12%-74.61% 范围内可调，数据发送过程中光源亮度稳定，坑干扰能力强，提高了光通信的应用前景。
【关键词】可见光通信 ASCII LED 调光可见光通信技术是将LED 灯光的亮灭代表二进制中的“1”和“0”，通过LED 灯光高速闪烁来发送数据。
将数据通过LED 灯光进行传输过程中，其0 和1 的占比在不断地变化，造成光源的闪烁问题。
而且LED 调光方式通常采用脉宽调制，在可见光通信过程中无法实现LED 灯的调光。
针对可见光通信中LED 光源亮度的稳定性与可调性，提出了一种ASCII 码的编码方式，以STM32F103VET6 单片机为核心，设计了接收器与光源驱动电路，实验证明光功率在32.12%-74.61% 范围内可调，并且数据发送过程中光源亮度稳定。
一、PPM/PWM 调制技术可见光通信中常用到OOK（开关键控）调制、PPM（脉冲位置调制）、DMT（离散多音）调制等调制技术，而OOK调制和PPM 调制的硬件电路设计比较简单，所以在可见光通信上得到了广泛的应用。
与OOK 调制相比，PPM 可以有效地避免了通信过程中的闪烁问题，同时具有更高的光功率和抗干扰能力。
为了更好地满足照明的需要，将PWM（脉冲宽度调制）与PPM 相结合，实现在通信的基础上对亮度进行调节。
PPM 调制原理是对可见光通信中的数据信息进行编码产生PPM 脉冲，数据信息决定了脉冲在一个周期内的位置。
可见光通信
二、原理
路由器接收来自信息终端用户的信息，同时分
时段地将接收到的信息通过主光源以广播的方式发送 出去。
适配器包括下行链路的白光LED光源和上行链路 的光电接收器，具有发射和接收功能，且负责将终端 用户的信息调制成光信号，并接收来自下行链路的光 信号。光电接收器可以接收来自用户的光信号并转换 成电信号送入路由器。
传感器却可以接收到这些变化。就这样，
二进制的数据就被快速编码成灯光信号并
进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过
一套特制的接收装置，读懂灯光里的“莫 尔斯密码”。
三、应用
❖ 飞机和高铁的应用 ❖ 可见光通信巳经在一些对电磁信号敏感的领域发挥着
重要作用。飞机的导航和通信系统易受射频信号干扰， 给飞机飞行安全造成影响，因此会禁止乘客使用手机 或上网。利用可见光通信则可以解决这一难题。飞机 通过中央控制器接收卫星信号并将其输送到网络的接 人点LED上，乘客座位上的LED阅读灯通过可见光与电 脑或手机建立通信。 ❖ 高铁是我国目前主要的快速交通工具通信困难是高铁 的一大弊端。高铁速度高达300~400KM/H用户手机和 电脑接人网络网速慢且接人点少，高铁中央控制器接 收卫星信号并通过列车传输网络送到车厢的LED上， 从而实现通信业务。
电信号经过路由器的简单处理后，调制到白光 LED光源上变成光信号，以广播的方式发射出去。在 接收端终端的可见光适配器将接收的信息解调出来并 送人终端用户，即实现了局域网内的无线通信。
可见光通信的原理及应用
可见光通信的原理及应用1. 前言可见光通信是一种利用可见光波段进行无线通信的技术。
它通过调制可见光信号传输数据，是一种新兴的无线通信技术。
本文将介绍可见光通信的原理和应用。
2. 可见光通信的原理可见光通信的原理是利用可见光的波长进行通信传输。
可见光波段在电磁波谱中的频率范围是400-700纳米，对应的波长范围是红光到紫光。
可见光通信使用LED灯或激光器作为光源发射光信号，然后利用光电二极管或光传感器接收信号。
3. 可见光通信的优势可见光通信具有以下几个优势：•高速传输：可见光通信的传输速率较高，远远超过了传统的无线通信技术，可以达到几十兆比特每秒的速率。
•可靠性强：可见光通信不受无线电波干扰，适用于一些对无线电信号敏感的环境，如飞机起降场、医院等。
•兼容性好：可见光通信可以与现有的照明系统结合使用，实现照明和通信双重功能。
•安全性高：可见光通信的信号在室内传输，不会穿墙传播，具有较高的安全性。
4. 可见光通信的应用可见光通信具有广泛的应用前景，以下是几个主要应用领域：4.1 室内定位和导航可见光通信可以利用室内照明设备进行室内定位和导航。
通过灯光发射的可见光信号，接收端可以根据信号的强度和方向来确定位置，实现室内导航和定位。
4.2 车联网可见光通信可以应用于车联网系统中，通过车辆之间或车辆与路边设备之间的可见光通信传输数据。
这种方式可以增加车辆之间的通信带宽，提升交通系统的效率和安全性。
4.3 宽带接入可见光通信可以应用于宽带接入领域，利用可见光波段传输宽带信号。
与传统的有线和无线通信相比，可见光通信具有更高的传输速率和更好的安全性。
4.4 能源传输可见光通信可以应用于无线能源传输领域。
通过利用可见光来传输能量，可以实现室内设备的无线供电，减少电线的使用和电磁辐射。
5. 可见光通信的挑战虽然可见光通信有许多优势和应用前景，但也存在一些挑战需要克服。
以下是几个主要挑战：•传输距离限制：可见光通信的传输距离相对较短，受到透明介质的限制。
可见光通信OFDM技术在FPGA上的设计与实现
可见光通信OFDM技术在FPGA上的设计与实现可见光通信是一种利用可见光作为传输介质的无线通信技术，具有频谱资源丰富、安全可靠等优势。
OFDM技术作为一种多载波调制技术，具有抗多径衰落、高频谱利用效率等特点。
本文针对进行了研究。
首先，对可见光通信OFDM技术进行了简要介绍。
OFDM技术将高速数据流分为多个低速子载波，通过并行传输的方式提高了传输效率。
同时，OFDM技术采用循环前缀技术来抵消多径衰落引起的码间干扰，提高了系统的抗干扰能力。
然后，针对可见光通信OFDM技术的特点，设计了相应的FPGA实现方案。
首先，根据OFDM技术的特点，设计了一种合适的调制解调器结构。
调制解调器包括子载波生成模块、IFFT模块和FFT模块等。
其中，子载波生成模块负责生成不同频率的子载波，IFFT模块将数据从频域转换到时域，FFT模块将数据从时域转换到频域。
其次，设计了一套合适的信道编码和解码方案，提高了系统的抗噪声能力。
最后，根据FPGA的资源约束，对整个系统进行了优化和实现。
在设计和实现过程中，对FPGA的资源利用进行了充分考虑。
通过合理的模块划分和资源分配，保证了系统的性能和可靠性。
同时，通过对FPGA的时序约束进行优化，提高了系统的工作频率和稳定性。
最后，通过实验验证了所设计的可见光通信OFDM技术在FPGA上的可行性和有效性。
实验结果表明，所设计的系统具有较高的传输速率和较好的抗干扰能力，能够满足实际应用需求。
综上所述，本文对可见光通信OFDM技术在FPGA上的设计与实现进行了研究。
通过合理的系统设计和优化，实现了高效、稳定的可见光通信系统。
这对于推动可见光通信技术的发展具有重要意义，为未来可见光通信应用的推广奠定了基础。
基于手机摄像头的可见光通信探讨
基于手机摄像头的可见光通信探讨摘要：本文简要介绍了可见光通信技术，并尝试围绕系统组成、手机摄像头成像原理、手机获取的数据、数字图像处理技术等方面对基于手机摄像头的可见光通信技术进行探讨，期望可以为后续更多技术工作者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：手机摄像头；可见光通信；数字图像处理技术引言随着智能手机的普及以及手机摄像系统的飞速发展，利用手机摄像头作为可见光通信系统的接收机能明显降低相应的实践成本以及复杂度，相关研究自然得以广泛开展。
从技术层面看，手机作为可见光通信系统中的接收端具有高度的可行性。
而从应用角度看，智能手机的普及以及对既有手机硬件的利用，无疑能大幅降低可见光通信的应用难度和推广难度，另外智能手机本身的系统以及软件也能为通信带来更多支持。
一、可见光通信概述伴随现代通信事业持续的进步发展，通信技术得到了广泛应用及发展，尤其是可见光通信技术，现阶段备受社会各界的关注。
顾名思义，可见光通信即将可见光作为媒介的无线通信方式，其核心原理在于利用发光二极管产生的明暗闪烁信号实现信息的传输。
可见光通信系统通常由发送端与接收端组成，前者需要通过发光二极管将电信号调制为光波，后者则需要通过光电转换器将光信号转换为电信号，之后再通过调节处理手段实现对信号的有效输出。
可见光通信中的光电探测器具有噪声低、灵敏度高、响应度高、体积小、线性关系良好等特性，能很好地满足通信需求，可谓是整个系统的关键部分。
目前可见光通信大多是基于LED照明实现的，其相较于目前被广泛应用的射频通信而言具有频谱资源丰富、干扰小、能量消耗少、成本低廉、保密性强、对人体无害等特点和优势，并且在多个领域都有着良好应用前景，如海底通信、医院通信、航空通信、智能路灯通信等均是目前受到广泛关注的通信发展方向。
二、基于手机摄像头的可见光通信系统手机摄像头的图像传感器实际上是由大量光电二极管构成，并且每个二极管均能独立接收可见光信号。
可见光通信调制方式及其性能研究_刘洋
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调制方式
在 OOK 方式中， 每个信息位时隙内的光脉冲都有明暗两种状态， 分别表示二进制的 “ 1” 和 “ 0” ， 利用光信
2.1 符号结构 号的通断来传输信息， 这是调制光信号最基本的形式， 只需光源闪烁即可编码。在 PPM 方式中， 将所传输的 分 二进制信息比特进行分组调制， 将每组相同的 M 比特信息所占据的时间段划分为长度相等的 2M 个时隙， 这种调制方式在本质上是 别用这 2M 个时隙段上的某一个时隙处的脉冲信号的组合代表 2M 种比特信息组合， 每个符号所对应的时隙数是不固定的， 它是一种脉冲间隔调制， 由两个连 一种相位调制 [9] 。在 DPIM 调制中， 续的光脉冲之间所包含的时隙数来传递信息。每个符号都是以一个脉冲信号开始， 后加 k +1( k 为符号所表 示的十进制数， 1 为 一 个 保 护 时 隙 ) 个 空 时 隙 代 表 所 传 输 的 二 进 制 信 息 。 在 DH-PIM 调 制 中 ， 每个符号所对 应的时隙数也是不固定的。它采用两种不同的起始脉冲信号， 每个符号由 α + 1 ( α 为整数 ) 个头部时隙和后 其中 续的 m 个空时隙组成 [10-11] ，
室内LED可见光定位若干关键技术的比较研究
室内LED可见光定位若干关键技术的比较研究赵嘉琦;迟楠【摘要】With the development of mobile communication and wireless network, wireless positioning technol⁃ogy is attracting more and more attention. The indoor positioning technology, because of its extensive potential application in military, economy and people’ s daily life, has recently become a hot research field. The paper first introduces several major indoor positioning technologies, such as infrared, ultrasonic, Bluetooth, UWB (ultra-wideband), RFID (radio frequency identification), WiFi (Wireless Fidelity), etc., and these posi⁃tioning technologies are compared. Then we will focus on a new indoor positioning technology based on LED visible light communication, which has become a very hot research topic for its advantages including high effi⁃ciency, environmental friendliness, immunity to electromagnetic interference and so on.%随着移动通信与无线网络等技术的发展，无线定位技术越来越受到人们的关注。
可见光通信原理
可见光通信原理
可见光通信是一种无线通信技术，利用可见光信号进行数据的传输和通信。
它基于可见光的光谱传输信息，通过调制光源的亮度或频率来编码和解码数据。
在可见光通信系统中，发送端将数据转换成光信号，并通过LED或激光二极管发射出去。
接收端则利用光敏器件（如光
电二极管或光传感器）接收光信号，并解码还原出原始数据。
可见光通信的原理是基于光的传播特性和调制原理。
光是电磁波的一种，具有波长和频率的性质。
不同的颜色对应不同的波长，我们人眼所能感知的光波长范围称为可见光谱。
通过调制光源的亮度或频率，可以将数字信号转换成光信号。
常用的调制技术包括振幅调制、频率调制和相位调制。
发送端通过对光源的电流进行调节，可以控制光的亮度或频率的变化，从而传输二进制数据。
接收端利用光敏器件对光信号进行接收和检测。
光敏器件的工作原理是利用光的能量将光信号转换成电信号。
通过对光信号的解调和解码，可以还原出原始数据。
可见光通信具有许多优点，如高速传输、大带宽、无线电频谱资源不受限制等。
然而，它也存在一些挑战，如光信号在传播过程中易受遮挡和干扰、系统安装位置受限等。
总之，可见光通信是一种新兴的通信技术，有着广阔的应用前
景。
随着LED技术和光通信技术的进步，可见光通信将在室内通信、无线接入等领域发挥重要作用。