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基于单LED的无线紫外光通信系统设计与实现

基于单LED的无线紫外光通信系统设计与实现

点击数:7688 次   录入时间:03-04 11:45:41   整理:http://www.55dianzi.com   光通信


    在光电倍增臂易受干扰的340 nm以上波段的区域,通过带通滤光片的滤除作用使绝大多数噪声干扰都无法对系统造成影响,这样搭配能保证在现有的条件下实现最优的信号采集效果。光电倍增管采集到信号十分微弱,其本身输出的信号高低电平差很小,系统采用LM393作为判决芯片,使输出信号变成标准TTL电平,方便后续电路识别、整理。



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4 实验结果分析
    以单个LED紫外发光管为光源,以BPF-UB1T2滤光片和R212光电倍增管为光电感应器,传输速率为115.2 kbps,于2010年8月到11月期间,在西安理工大学室内进行近距离通信试验。在大量数据中统计对比汇总16组数据,通过整理得到下表:通信距离为3 m时性能指标如表2所示,通信距离为5 m时性能指标如表3所示,表中天气表示测试时的天气状况,时间表示测试开始时间,角度表示发送端和接收端对准的偏差角度,误码率表示接收错误字节占所发送字节的比例,丢字节率表示丢失字节占所发送字节的比例。

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    在紫外光传播过程中光子发生米氏散射、瑞利散射的比重也不相同,反映到通信上就变现为误码率、丢字节率不同;紫外光散射很强,导致单位距离衰减程度相比于可见光、激光大,在选取的3 m,5 m两个距离通信效果比较时,效果差距能较容易体现出来。通过对比研究发现,紫外光通信的性能随着天气条件、不同时段、通信距离、对准角度的变化而变化,总体来看在晴天、晚上、近距离、对准情况下通信效果要好,其中对准和通信距离是决定通信性能的主要因素,其次是白天和晚上对通信效果的影响,室内通信过程中天气变化的影响最弱。

    5 结束语
    本文首先阐述了紫外光通信过程中,紫外光光子的散射效应;接着,介绍了紫外光通信系统的调制方式,硬件实施;最后通过对实验数据的比对印证了之前表达关于米氏散射、瑞利散射、调制方式对通信性能的影响,得出结论具体为:紫外光通信的性能随着天气条件、不同时段、通信距离、对准角度的变化而变化;紫外光传输虽然距离有限,但相对不需要特别准确的校准,可进行非视距通信,也可通过组网实现远距离传输;另外,现阶段紫外光通信系统比较适合采用OOK调制方式。



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