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这篇主要介绍了可见光色分复用通信系统的研究与设计，其核心要点总结如下：

1. 系统背景与意义：

• 针对问题：单色光通信照明不足，普通白光通信频谱利用率低。

• 系统意义：设计可见光色分复用通信系统，兼顾照明与通信功能，提升频谱利用率。

2. 系统总体设计：

• 设计目标：在保持LED正常照明的同时，实现信息传递功能。

• 硬件组成：发送端（包括MCU、可见光发送电路、显示屏等）和接收端（包括MCU、显示屏、接收电路等）。

3. 光源选择与调制方式：

• 光源类型：选择三单色LED（红、绿、蓝），波长分别为450 nm、500 nm、600 nm。

• 调制技术：采用脉冲相位编码（PPM），通过控制高电平时长来传输信号，减少对亮度的影响。

4. 接收端设计：

• 光电转换：使用OPT101单片光电二极管将光信号转换为电信号。

• 信号放大与比较：通过跨阻放大器放大信号，并与预设阈值比较，确定接收到的比特值。

• 窄带滤镜：选用与LED中心波长匹配的窄带滤镜，分离不同信道的光信号。

5. 系统控制与数据流：

• MCU控制：发送端与接收端均使用STM32F407型MCU进行信号处理与控制。

• 数据存储：采用SD卡作为数据存储设备，记录发送与接收的数据。

• 数据流程：发送端读取数据，编码后发送；接收端解码并存储数据，进行误码率检测。

6. 实验测试与结果：

• 可行性测试：在10 KHz频率下，成功实现3路色分复用通信，各信道波形清晰。

• 串扰测试：在暗箱环境中测试，发现轻微串扰但可通过波形整形消除。

• 眼图测试：随着通信速率增加，眼图张开度减小，误码率上升。50 KHz以下误码率较低，超过90 KHz时系统无法稳定工作。

• 图片传输测试：发送速率低于25 KHz时图片无失真，超过50 KHz时出现错误色块和偏移失真。

7. 系统优势与局限性：

• 优势：提升频谱利用率，兼顾照明与通信功能，适用于室内短距离无线通信。

• 局限性：高速率通信时误码率上升，需进一步优化光源、调制方式及接收电路。

8. 未来展望：

• 研究方向：探索更高效的调制编码技术，优化光源与接收电路，提高系统稳定性与传输速率。

• 应用前景：该系统在智能家居、室内定位、水下通信等领域具有广泛应用潜力。