引用本文:
王加安,杨鸿基,戴 鹏. 基于单片机的可见光字符传输系统[J]. 光通信技术,2022,46(2):13-17.
王加安,杨鸿基,戴 鹏
(常州工学院 光电工程学院,江苏 常州 213032)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了能够进一步减小系统发射端和接收端的体积,实现高速通信,提升系统的抗干扰能力,以STC12微控制器为主控芯片,设计了一套基于单片机的可见光字符传输系统。通过采用视距链路、光幅度调制-直接检测技术对发光二极管(LED)高速调制,并对系统的抗环境噪声能力进行了测试。实验结果表明:该系统能够实现3 m距离内中英文字符的高速数据通信,准确度达90%以上,具有良好的抗干扰性能且便于携带。
关键词:可见光通信;字符传输;口袋式;STC12微控制器;抗环境噪声
中图分类号:TN929.1;TP368.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2022)02-0013-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.02.003
0 引言
基于照明发光二极管(LED)的可见光通信(VLC)具有传输速率高、带宽大、功率高、保密性好和对人体无害等特点成为世界各地无线通信领域专家学者研究的新方向[1-4]。2006年,墨尔本大学的ARMSTRONG J等人[5]通过非对称限幅光调制使相同光功率下信号的平均功率增加了8 dB。2013年,复旦大学迟楠教授团队[6]基于正交频分复用技术采用RGB-LED实现了离线2.1 Gb/s速率的数据传输。2015年,清华大学的
于冰雁等人[7]基于多芯LED提出子载波分组正交频分复用技术系统,增强了系统的发射功率,提升了系统性能。随着我国提出“碳达峰”、“碳中和”节能减排的目标,绿色照明LED的使用将更加广泛,基于LED的VLC技术将具有重要的应用价值。未来VLC系统与光纤系统相结合会成为最好的短途高速无线接入方案[8]。
文献[9-10]介绍了2种基于单片机的LED VLC系统,都采用了串口调试的方式实现字符的传输,但2种系统在信号发射端、信号接收端和供电模块的体积较大,且没有考虑环境噪声对于VLC系统的影响。本文设计一种基于STC12的VLC字符传输系统,并研究环境光对于VLC系统的影响。
3 结束语
本文设计了一套基于STC12的可见光字符传输系统,系统控制模块采用高速、耗能小和抗干扰能力强的STC2C12C5A60S2单片机,实现了字符的发送与传输,并对系统性能进行了通信距离与稳定性测试和抗噪声传输测试。测试结果表明:该系统能够实现3 m距离内中英文字符90%准确率的高速数据通信;在发射端中采用的波分复用技术和在接收端中采用的二级放大高通滤波技术均能有效地抑制外界噪声的干扰;此外,相较于现有的基于单片机的VLC系统,本套系统的发射端和接收端的体积都缩小了一半,更便于携带。