可见光通信技术及其应用
可见光通信技术及其应用
与目前使用的无线局域网（无线LAN）相比，“可见光通信”系统可利用室内照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号，其通信速度可达每秒数十兆至数百兆，未来传输速度还可能超过光纤通信。利用专用的、能够接发信号功能的电脑以及移动信息终端，只要在室内灯光照到的地方，就可以长时间下载和上传高清晰画像和动画等数据。该系统还具有安全性高的特点。用窗帘遮住光线，信息就不会外泄至室外，同时使用多台电脑也不会影响通信速度。由于不使用无线电波通信，对电磁信号敏感的医院等部门可以自由使用该系统。
无需WiFi信号，点一盏LED灯就能上网。一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。可见光通讯被称为Lifi。
无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵、但效率不高，比如手机，全球数百万个基站帮助其增强信号，但大部分能量却消耗在冷却上，效率只有5%。相比之下，全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。
可见光通讯安全又经济。科研人员不仅在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现能够“一拖四”，即点亮一盏小灯，4台电脑即可同时上网、互传网络信号。光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。
给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1,灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。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传输信号。有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。
可见光通信由于具有众多的优点，因此在很多领域具有巨大的应用前景。
（1）照明与通信
白光LED 可以同时被用于照明与通信，因此信息可以在室内环境下进行广播，并同时满足照明的需求。此外，可见光通信还可以实现手持终端之间的点对点通信，由于发散角较小，因此可以有效地降低传输损耗，实现高速通信。
（2）视觉信号与数据传输
信号灯在航海和地面交通等领域有着非常广泛的应用，它通过颜色的变化来给人们提供信号，而将数据通信与信号灯相结合则可以为交通管理提供更好的安全性和可靠性。目前，基于可见光通信的信号灯已有若干演示系统，如将数据由交通灯传递给汽车，或将数据在汽车与汽车之间传递等。
（3）显示与数据通信
阵列常常被用于信息显示，如广告牌、信息板等。若将相应的信息调制到这些LED 阵列上，则可便捷地将数据传递给用户手持终端。这种显示与通信相结合的系统在机场、博物馆等场所有着巨大的应用前景。
（4）室内定位
传统的卫星定位方法很难实现室内移动用户的精确定位，而可见光通信则可以将用户的位置信息通过照明设施来进行传递，从而实现精准的室内定位。目前，基于可见光通信的诸多室内定位方案已经被提出，日本的VLCC 则已经实现了基于超市环境下的室内定位实验。
参考文献：
可见光通信技术论文可见光通信技术
可见光通信技术论文可见光通信技术
可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。下面是为大家精心推荐的 可见光通信技术论文，希望能够对您有所帮助。
室内LED可见光通信技术分析
摘要：本文主要分析了 LED可见光通信的基本原理及尖键技术，然 后就LED可见光通信的未来应用进行展望，以期促进LED可见光通 信技术的 发展与完善。
矢键词：室内LED；可见光通信；应用展望
:TN929 : A
LED可见光通信系统具有十分广阔的应用前景。但当前LED可见光通信 技术还不够成熟，距离商用还有一定差距，仍需要我们不断加强研究以进 一步优化系统的各项性能。
一、室内LED可见光通信原理简介
室内LED可见光通信的基本原理是利用灯光的“明”和“暗”来分别 表示数字信号“ 0”和“ 1”，然后将广播、图像、音频、影像等待发射的 信息调制后加载到LED灯光上，通过LED灯光的高频闪烁 将信号传送出去。
由于LED向应速度极快，不会对人眼造成影响，因此能够在正常照明的同时 实现无线通信功能。在信号接收端一般设置有光电探测元件，可以对接收到 的可见光信号进行放大和解调处理，进而将其重新还原成广播、音频、影像 等信号。
二、室内LED可见光通信的矢键技术
1. 光源布局
一般情况下，光源布局要考虑两点：一是组成阵列光源的内部
LED灯的数量及排列方式；二是整个室内LED光源的分布。在室内光源设计 中，为满足国际照明标准，通常将LED光源设计为白光LED阵列形式，构成 各LED阵列的LED个数由LED间隔大小决定，而间隔大小需要综合考虑中心 区域的光强度。在LED排列问题上，则要充分考虑信号接收面的照度要求与 光强分布。同时在设计LED数量及排列时，还要考虑码间串扰问题。为提高 通信质量，还应结合房间大小及内部设施陈列，尽量使室内同一水平面上 的光功率保持一致，防止出现通信死角。此外，考虑到行人、设施等造成的 遮挡，不可避免地会产生一些阴影区，对此可通过增加光源数量来减少阴影 效应，但过多的光路径又会引发严重的码间干扰，因此根据室内实际情况科 学设计LED阵列光源是提高通信效果的尖键。
可见光通信及其关键技术研究
可见光通信及其关键技术研究
可见光通信（Visible Light Communication，VLC）是一种新型的通信技术，它通过灯光等可见光介质进行信息传输和接收。相比于传统的无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，VLC具有更高的速率、更低的干扰和更好的安全性，因此被认为是未来无线通信的重要方向之一。
VLC的关键技术主要包括以下几点：
首先是可见光调制技术。可见光通信是通过改变光源的明暗变化来传送信息。因此，调制技术是VLC的核心技术之一。目前常用的调制方式有振幅调制（Amplitude Modulation，AM）、频率调制（Frequency Modulation，FM）和脉冲振幅调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）等。振幅调制常用于低速率通信，频率调制常用于中速率通信，脉冲振幅调制则是高速率通信的主要方式。
其次是接收技术。VLC的信号受到诸多干扰，如日光、灯光闪烁、物体阻挡等，这些会严重影响信号的稳定性和抗干扰特性。因此，通过增加光源的数量、使用特殊的滤波器、改变接收机的架构等多种策略，可以提高VLC的抗干扰能力，从而提高其通信质量。
还有就是定位技术。VLC可以通过多个光源之间的时均差、强度差等信息来实现精确的定位，这是实现VLC在车联网、室内定位等领域的重要支撑技术之一。
最后是安全技术。VLC的通信介质是可见光，较易被攻击者窃取信息，因此，安全机制是VLC的关键技术之一。例如，通过使用密钥交换技术和加密技术等，可以有效避免信息泄漏。
总体来说，VLC作为一种新型的通信技术，未来应用前景广阔。虽然VLC的关键技术还存在一些待解决的问题，如提高传输距离、降低成本等，但是随着相关技术的不断发展，这些问题也将逐渐得到解决。相信在不久的将来，VLC将对我们的生活带来更加便捷的通信体验。
可见光 通信感知一体化
可见光 通信感知一体化
可见光通信感知一体化是一种新兴的技术，它结合了可见光通信和感知技术，具有许多潜在的应用和优势。从通信角度来看，可见光通信利用可见光波段进行数据传输，可以提供高速、安全、无线电干扰的通信方式。感知技术则可以帮助系统实时地感知环境信息，包括光照强度、光谱特性、目标位置等，从而实现智能化的数据处理和决策。
从应用角度来看，可见光通信感知一体化技术可以在室内定位、室内导航、智能照明等领域发挥重要作用。例如，在室内定位方面，通过感知环境中的光照分布和目标位置，可以实现对移动设备的精确定位，为室内导航提供更精准的定位信息。在智能照明方面，系统可以根据环境光照强度和光谱特性自动调节照明设备的亮度和色温，实现节能环保的智能照明控制。
从技术角度来看，可见光通信感知一体化技术面临一些挑战和机遇。例如，如何提高可见光通信系统的传输速率和覆盖范围，如何实现对复杂环境的高效感知和数据处理，以及如何保障系统的安全性和稳定性等都是当前需要解决的问题。但随着光电子器件和感知算法的不断进步，这些挑战也将迎刃而解，为可见光通信感知一体化技术的发展提供更广阔的空间。
总的来说，可见光通信感知一体化技术具有广阔的应用前景和发展空间，将为室内定位、智能照明、无线通信等领域带来新的突破和机遇。随着技术的不断成熟和完善，相信这一技术将会在未来得到更广泛的应用和推广。
可见光通信系统及其关键技术的研究
可见光通信系统及其关键技术的研究
可见光通信系统是指利用可见光波段进行通信的一种技术，通过光模块、调制解调器和光纤传输等组成的系统。这种通信方式的特点是频率高、带宽大、数据传输速率快、安全性高。在光通信中，可见光波段的使用可以有效避免无线电频段的限制，同时还具有较小的穿透力，信息的传输更加安全可靠。因此，可见光通信系统是未来通信领域的重要研究方向之一
可见光通信系统的关键技术包括光源、调制解调器、光检测器和信号处理等。首先，光源是可见光通信系统中的关键组件之一，用于产生可见光的信号。目前，主要采用的光源技术有发光二极管（LED）和激光器。LED是一种电光转换效率较高的光源，可以广泛应用于可见光通信系统中。而激光器具有较高的单色性和方向性，可以实现更远距离的通信。
其次，调制解调器是可见光通信系统中的关键设备，用于将电信号转换为可见光信号，并将接收到的可见光信号转换为电信号。在调制解调器中，调制技术起到关键作用。常用的调制技术有强度调制、频率调制和相位调制等。其中，强度调制是一种简单且易实现的调制技术，适用于低速率的通信。而频率调制和相位调制则适用于高速率的通信。
光检测器是可见光通信系统中的关键器件之一，用于接收并转换可见光信号为电信号。常用的光检测器有光电二极管（PD）和光电晶体管（PT）等。光电二极管是一种常见的光检测器，具有快速响应和高灵敏度的特点，广泛应用于可见光通信系统中。
最后，信号处理是可见光通信系统中的重要环节，用于处理接收到的电信号，提取所需的信息。信号处理包括信号采样、数字滤波、调制解调等。其中，信号采样是指将连续的电信号转换为离散的数字信号。数字滤波是为了去除噪声和干扰，提高信号的质量。调制解调是将接收到的信号解码为原始的数据信息。
除了以上关键技术，还有一些其他的技术和问题需要关注。比如，选择合适的光通信传输介质，光导纤维是一种常用的传输介质，具有较低的传输损耗和较高的传输带宽。此外，还需考虑光通信系统的安全性问题，例如，加密技术和认证技术等。
基于机器学习的可见光通信技术设计
基于机器学习的可见光通信技术设计
第一章：引言
可见光通信是一种利用灯光进行通信的技术，它不仅可以满足普通光照的需求，还可以实现无线数据传输。而基于机器学习的可见光通信技术设计，则是将机器学习应用于可见光通信中，以提高系统性能和信号质量。本文将重点探讨基于机器学习的可见光通信技术设计的原理、方法和应用。
第二章：可见光通信技术概述
可见光通信是一种利用可见光进行数据传输的通信技术，它使用的是可见光频段的电磁波，通常是使用LED灯进行通信。与传统的无线通信技术相比，可见光通信具有频谱资源充足、安全性高、抗干扰能力强等优点。然而，可见光通信也存在一些挑战，如强光干扰、多径效应等。
第三章：机器学习在可见光通信中的应用
机器学习是一种从大量数据中自动学习规律的方法，它可以应用于多个领域。在可见光通信中，机器学习可以应用于信号预测、信道估计、干扰抑制等方面。
3.1 信号预测 可见光通信中的信号预测是指根据历史数据和环境信息，预测未来一段时间内的信号质量和信道状态。机器学习可以通过训练大量的数据，建立信号预测模型，提高信号预测的准确性和稳定性。
3.2 信道估计
可见光通信中的信道估计是指估计信号传输过程中的信道特性和传输状况。机器学习可以通过学习已知信道状态和反馈信息，建立信道估计模型，提高信号传输的效果和稳定性。
3.3 干扰抑制
可见光通信中的干扰抑制是指抑制来自其他光源或外部环境的干扰信号，提高通信系统的性能和可靠性。机器学习可以通过学习不同干扰信号的特征和统计规律，建立干扰抑制模型，提高系统对干扰的抵抗能力。
第四章：基于机器学习的可见光通信技术设计原理与方法
基于机器学习的可见光通信技术设计主要包括数据采集、特征提取、模型训练和模型应用等步骤。
4.1 数据采集 数据采集是基于机器学习的可见光通信技术设计的首要步骤。通过设置合适的实验场景和设备配置，采集大量的数据样本，包括信号质量、信道状态、环境因素等。
可见光通信
你还在抱怨WIFI热点太少、信号不稳定吗？未来，有电灯泡你就有无线网络信号，而且传输速度可高达1Gbps远高于WIFI。该技术由英国大学科技人员Herald Haas和他的团队发明——利用一束光来传输数据，这类技术常被称作可见光通信（VLC）。不过，要实现该技术并不是没有障碍。首先，可见光无法穿透物体，因此信号会被切断。另外，手机如何接收光通信信息，也是个难题。
LED灯泡加装微芯片传递数据
据国外媒体报道，Haas表示，他最大的梦想是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。Haas认为，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。
灯泡的闪烁频率达到数百万次每秒，对人的裸眼来说，这样的闪烁不可见，只有光敏接收器才能探测到。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。
这一技术的好处显而易见：只要你身边有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。据估计，目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。
传输速度可高达1Gbps
这一可见光通信技术被简称为“LIFI”，其优点并不仅仅是可以让世界上任何路灯都成为互联网接入点，还可以节约日渐稀缺的射频频谱资源。目前，作为无线数据传输的最主要技术，WIFI利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。但随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。
这就是为什么当你周围上网的人越来越多，你的网速会变得越来越慢。3G无线网络如此，WIFI网络同样如此。按照Facebook创始人、CEO马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）的预计，未来10年人们分享的信息量将相当于目前的1000倍。
Haas表示，他的技术将是解决问题的重要部分，“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示，“LIFI”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度，远高于4G网络。另外，该技术几乎不需要再新建基础设施。
可见光通信的工作原理与信号处理
可见光通信的工作原理与信号处理
近年来，随着科技的发展，可见光通信作为一种新兴的通信技术逐渐崭露头角。与传统的无线通信技术相比，可见光通信具有更高的传输速度和安全性，同时又能有效利用环境光资源，具备广阔的应用前景。本文将介绍可见光通信的工作原理以及相关的信号处理技术。
一、可见光通信的工作原理
可见光通信基于可见光信号的传输实现信息传递。主要由发射端的可见光发射器和接收端的光接收器两部分组成。
在发射端，首先需要将要传输的信息转换为数字信号。通常情况下，使用计算机将信息编码，并将编码后的数字信号转换成可见光信号。这一步骤可以通过激光器或者LED等光源来实现。激光器产生的光具有高亮度和方向性强的特点，适用于长距离传输。
在接收端，需要使用光接收器将光信号转换为电信号。光接收器通常由光敏元件和信号处理电路组成。光敏元件将光信号转换为微弱的电信号，而信号处理电路则对电信号进行放大、滤波等处理，以恢复原始信号。
二、可见光通信的信号处理
在可见光通信中，信号处理起着至关重要的作用。它包括信号的调制、解调、编码、解码以及信道均衡等方面的处理。
1. 信号调制与解调 信号调制是指将源信号与载波进行合理的组合，以便在信道中传输。常用的调制方式包括振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。在可见光通信中，使用的主要调制方式是强度调制(IM)。通过调整发射光源的强度，实现信息的传输。
信号解调则是将调制后的信号恢复为原始信号。在可见光通信中，接收端的光接收器将光信号转换为电信号，并通过解调电路将其解调为原始信号，以便后续的处理。
2. 信号编码与解码
信号编码是将数字信号转换为模拟信号的过程，常用的编码方式包括脉冲编码调制(PCM)、脉冲位置调制(PPM)等。对于可见光通信而言，编码方式的选择需考虑到光信号的特点和传输需求。
信号解码则是将模拟信号转换为数字信号的过程。在接收端，通过解码电路将模拟信号解码为数字信号，以便后续的处理和分析。
可见光通信与无线网络技术
可见光通信与无线网络技术
引言：
近年来，随着科技的发展，可见光通信和无线网络技术成为了科技界的一个热门话题。可见光通信是一种利用可见光传输数据的技术，它具有高速传输、低功耗以及安全性高等优势。而无线网络技术是指通过无线电波传输数据的技术，它能够实现无线互联和远程通信。本文将分别介绍可见光通信和无线网络技术的原理、应用以及未来的发展方向。
一、可见光通信
1.1 原理
可见光通信是通过利用可见光进行数据传输的技术。通过LED灯或激光器将电信号转化为可见光信号，然后通过光传感器将光信号转化为电信号，实现数据的传输。可见光通信采用了光的频率远远高于无线电波的特点，能够实现更高的传输速率。
1.2 应用
可见光通信在室内定位、室内导航、无线电频谱资源充足等应用方面具有广阔的前景。在室内定位方面，可见光通信可以利用光源的强弱来确定设备的位置，实现室内定位和导航。在无线电频谱资源充足方面，由于可见光通信利用的是可见光频段，无需担心频谱资源匮乏的问题。 1.3 未来发展方向
未来，可见光通信技术将继续得到发展，并与其他技术相结合，如物联网、5G等，实现更广泛的应用。同时，可见光通信技术还有待解决的问题包括光源强度不稳定、室外传输受到天气影响等。
二、无线网络技术
2.1 原理
无线网络技术允许通过无线电波在设备之间传递数据。无线网络技术基于无线电传输，利用调制和解调技术将信号转换成数字数据，然后通过无线信号传输。其中，WiFi技术是无线网络技术的一种重要形式，它允许通过无线电波在设备之间建立本地网络。
2.2 应用
无线网络技术已经广泛应用于各个领域，如家庭、办公场所、公共场所等。无线网络技术可以实现设备之间的互联和数据传输，让人们可以在任何位置随时上网，提高了工作和生活的便利性。
2.3 未来发展方向
未来，无线网络技术还将继续发展，实现更高的传输速率和更广的覆盖范围。目前，5G技术已经成为无线网络技术的热点领域，5G技术的出现将进一步提升网络的速度和容量，支持更多的设备连接。 结论：
可见光通信系统的工作原理
可见光通信系统的工作原理
一、引言
可见光通信系统是一种新兴的无线通信技术，利用可见光传输信息的原理，实现高速、安全、可靠的数据传输。本文将深入探讨可见光通信系统的工作原理，包括组成部分、信号传输原理、应用场景等。
二、可见光通信系统的组成部分
可见光通信系统主要由光源、调制器、传感器、接收器和处理器等组成。
2.1 光源
光源是可见光通信系统的核心部件，主要负责产生可见光信号。一般采用LED或激光二极管作为光源，具有较高的光效和调制速度。
2.2 调制器
调制器将需要传输的数据信号转换为可见光信号，常见的调制方式有频闪调制、亮度调制和颜色调制等。通过改变光的亮度、频率或颜色来传递信息。
2.3 传感器
传感器用于接收环境中的光信号，并将其转换为电信号。传感器的性能直接影响到整个系统的接收能力和传输速度。
2.4 接收器
接收器接收传感器传输过来的电信号，并将其转化为原始数据信号。接收器的性能对信号重构和解码起着至关重要的作用。 2.5 处理器
处理器负责处理接收到的数据信号，进行解码和错误纠正等操作。处理器的性能决定了系统的数据处理能力和速度。
三、可见光通信系统的信号传输原理
可见光通信系统利用光信号传输信息，其主要传输原理是通过调制光信号来传递信息。
3.1 频闪调制
频闪调制是可见光通信系统一种常见的调制方式，通过改变光源闪烁的频率来传输信息。具体而言，高频率的闪烁表示二进制数字1，低频率的闪烁表示二进制数字0。
3.2 亮度调制
亮度调制是通过改变光的亮度来传递信息。亮度较高的光表示二进制数字1，亮度较低的光表示二进制数字0。
3.3 色彩调制
色彩调制是通过改变光的颜色来传递信息。可以使用不同的光源或带有不同颜色的滤光片来实现颜色的调制。
四、可见光通信系统的应用场景
可见光通信系统在许多领域都有广泛的应用，包括室内通信、室内定位和环境监测等。
4.1 室内通信
可见光通信系统可以用于室内无线通信，取代传统的Wi-Fi技术。由于可见光通信系统在频谱资源和安全性方面的优势，它能够提供更高的通信速度和更可靠的数据传输。 4.2 室内定位
可见光通信 2
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可见光通信
简介
可见光通信是一种通过利用可见光频谱进行数据传输的无线通信技术。相较于传统的无线通信技术，如WiFi和蓝牙，可见光通信具有更高的安全性和较低的电磁辐射。它利用可见光的波长范围进行数据传输，通过调制光源的强度或频率来传输信息。可见光通信技术在室内定位、智能照明和无线接入等领域有广泛的应用。
原理
可见光通信的原理是利用光的强度或频率来传输信息。光源通常使用LED灯作为发射器，接收器则是通过光敏电池或光电二极管来接收信号。
强度调制
在可见光通信中，一种常见的方法是采用强度调制来传输信息。通过改变LED灯的亮度，可以模拟二进制的0和1。当灯的亮度较高时表示1，灯的亮度较低时表示0。接收器通过光敏电池或光电二极管将光信号转换为电信号，并进行解码。 未知驱动探索，专注成就专业
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频率调制
另一种常用的方法是采用频率调制来传输信息。LED灯的频率可以通过改变LED灯的驱动电流或使用PWM调制来调节。通过调整频率的高低，可以表示不同的数据位。接收器通过光敏电池或光电二极管感知光信号的频率，并进行解码。
优势
可见光通信相比传统的无线通信技术具有一些明显的优势：
1. 高安全性：可见光通信的信号只能在可见光范围内传播，无法穿透墙壁，这样可以避免信号被窃听和干扰。
2. 低电磁辐射：传统的无线通信技术在通信过程中会产生较强的电磁辐射，而可见光通信使用的是可见光频谱，电磁辐射较低，对人体健康无害。
3. 广泛的应用领域：可见光通信技术可以应用于室内定位、智能照明和无线接入等领域。在室内定位中，可以利用LED灯作为信号源，通过接收器获取位置信息；在智能照明中，LED灯可以不仅仅用于照明，还可以作为通信设备；在无线接入中，可见光通信可以提供高速、安全的无线网络连接。 未知驱动探索，专注成就专业
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应用案例
室内定位
可见光通信可以用于室内定位系统。室内定位系统通过使用多个LED灯作为信号源，结合接收器，可以实现对人员或物品在室内的实时定位。通过分析接收到的信号强度，可以确定接收器与每个LED灯之间的距离，进而得出定位信息。