基于白光LED可見光與wifi的混合通信系統(tǒng)的設(shè)計與研究

姜瑞杰

【摘要】 可見光通信技術(shù)主要是立足于白光LED照明光源的一種無線光通信技術(shù)，在我國各個領(lǐng)域當(dāng)中廣泛使用，尤其針對于機場以及醫(yī)院等一些較為嚴(yán)格限制電磁干擾的場合當(dāng)中，很好的替代于射頻通信，本文主要立足于白光LED可見光與WiFi的混合系統(tǒng)的設(shè)計展開了深入的研究與分析。

【關(guān)鍵詞】 白光LED 可見光 WiFi 混合系統(tǒng) 有效設(shè)計 分析研究

20世紀(jì)90年代后期，隨著全光接入技術(shù)的發(fā)展和人們對無線寬帶通信的要求，一種信息容量大和部署靈活、維護方便、安全保密的無線光通信技術(shù)得到了人們的極大關(guān)注，它為無線寬帶接入的快速部署提供一種靈活的解決方案，其應(yīng)用范圍已從軍用和航天領(lǐng)域邁入民用領(lǐng)域。無線光通信技術(shù)是一種寬帶無線接入技術(shù)，是光通信技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以光信號為載體，以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進行光信號傳送。下文將重點闡述關(guān)于可見光通信在此基礎(chǔ)上，在與著MT7681wifi芯片的電磁信號混合通信系統(tǒng)的設(shè)計。

一、可見光通信VLC概述

隨著我國LED的半導(dǎo)體照明技術(shù)不斷的發(fā)展進步，也使得LED正是邁入了全彩應(yīng)用以及普通照明領(lǐng)域當(dāng)中，在作為一種固態(tài)的冷光源上，LED自身具有良好的體積小、壽命長、顯色性強、環(huán)保等優(yōu)勢特點，不光如此，在LED自身還具有非常良好的高速點滅的發(fā)光相應(yīng)特征，所以更是出現(xiàn)了一些眼光較為長遠(yuǎn)的科學(xué)家提出了一種更加具有大膽創(chuàng)新的思路：讓LED在點亮以及熄滅過程時能夠更加快速。在基于這種構(gòu)想之下，也是作為可見光通信理論的主要可信依據(jù)，在將可見光用作與照明或者顯示的過程當(dāng)中，在對其進行數(shù)據(jù)上的傳輸，從而真正的將可見光通信與LED照明之間真正融合，并將LED照明光源被真正的用作為無線局與網(wǎng)絡(luò)的信號發(fā)射機[1]。在對于可見光通信VLC技術(shù)上，主要是立足于在白光LED技術(shù)之上，才逐漸發(fā)展起來的一種較為全新有效的無線光通信技術(shù)，其主要的運作原理，就是充分的利用好白光LED自身所發(fā)出人類肉眼不能夠分辨的信號來進行信息的傳輸，以此真正的構(gòu)建出VLC無線網(wǎng)絡(luò)。例如：在將高速互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的一些電箱裝置，于LED照明裝置進行連接的過程當(dāng)中，只需要簡單的插上電源插頭，就能夠很好的滿足于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋所對其提出的各種要求來，那么可見光信號就能夠很好的覆蓋光照所能夠到達的所有范圍之內(nèi)。個人電腦等終端上也是不需要在進行有線的連接的，可以做到通過收發(fā)可見光信號，就能夠很好的滿足于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所對其提出的各種需求[2]。在同比于FSO自由空間光通信技術(shù)以及室內(nèi)無限紅外通信技術(shù)上，VLC自身是存在著非常多的優(yōu)勢特點，例如：可見光對人類的研究零傷害以及自身的信號光源發(fā)射的功率水平較高。這里主要是因為，沒有一系列相關(guān)的電磁來對其進行干擾，所以VCL也是能夠很好的應(yīng)用在我國醫(yī)院以及機場領(lǐng)域當(dāng)中[3]。

二、基于白光LED可見光與wifi的混合通信系統(tǒng)的總體設(shè)計

2.1接入系統(tǒng)應(yīng)用場景

在白光LED于外部網(wǎng)絡(luò)進行連接的過程當(dāng)中，為其安裝上了光無線收發(fā)裝置，同樣的，也是需要在相關(guān)用戶自身的設(shè)備上，也安裝光無線收發(fā)裝置，這里也主要是包括了發(fā)射光源，在相關(guān)用戶進行互聯(lián)網(wǎng)訪問的過程當(dāng)中，只需要簡單的將自身的LED設(shè)備的光源打開，就能夠很好的通過與外部網(wǎng)絡(luò)通信進行連接，這樣做的目的也是為了方便于后續(xù)實現(xiàn)相關(guān)環(huán)節(jié)操作的展開。在基于白光LED可見光與WiFi的混合系統(tǒng)當(dāng)中，可以充分的引入一個全新的MT7681wifi芯片的電磁信號裝置，可與白光LED進行通信，只需要相關(guān)用戶在通過將自身設(shè)備的WiFi終端接入到WiFi路由器當(dāng)中，就能夠很好的訪問外部網(wǎng)絡(luò)[4]。在將以太網(wǎng)接入到WiFi控制器當(dāng)中，在將其與外部網(wǎng)絡(luò)通過RJ45雙絞線之間進行有效的連接，在基于以太網(wǎng)所發(fā)來的數(shù)據(jù)幀首先在數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換模塊當(dāng)中，拆裝為光鏈路幀之后，在對其進行合理的調(diào)制，將其轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘?，從而在發(fā)送至光鏈路當(dāng)中重新進行傳輸，在對端的可見光收發(fā)器在通過及時的檢測以及接收到光信號以后，就能夠馬上將會恢復(fù)成為電信號，在有效的滿足于解調(diào)以及拆封所對其提出的各種要求，然后將所收得到的光鏈路幀在重新穿法到數(shù)據(jù)幀當(dāng)中轉(zhuǎn)換模塊，然后在將以太網(wǎng)接入到側(cè)類似當(dāng)中去，WiFi接入側(cè)的數(shù)據(jù)幀在轉(zhuǎn)換模塊之后，重新在將光鏈路幀逐漸組成為WiFi幀以后，在將其交還給WiFi接入模塊來進行處理。

結(jié)論：只有真正增強對于白光LED可見光與WiFi的混合系統(tǒng)的設(shè)計的重視度，才能夠更好的推動我國可見光無線通信的發(fā)展進程。

參 考 文 獻

[1]費棣. 全雙工可見光通信系統(tǒng)MAC層研究[J]. 科技傳播，2014，07：231-233.

[2]鄧健志，程小輝. 基于可見光通信的溶洞景區(qū)照明控制方法研究[J]. 電視技術(shù)，2014，09：193-196.

[3]沈年鳳，張洪明，姚敏玉. 基于無線可見光通信的雙向語音對講系統(tǒng)[J]. 光電子.激光，2014，10：1900-1905.

[4]丁德強，柯熙政. 一種基于可見光通信的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與仿真[J]. 西安理工大學(xué)學(xué)報，2007，01：29-32.