基于可见光通信的几种室内定位方法
Indoor Positioning MethodsBased on Visible Light
Communication
Wang Yuqi1,2, Gong Yingkui1, Shi Zhengfa1,2, Li Yankun1, Zhang Ye1
1.Academy of OPTO-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100094
2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100049
1.wangyuqi12@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,,
2.ykgong@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,
Abstract:As a new technology, the visible light communication using LED lights as the access points has
many advantages such as without electromagnetic radiation, high bandwidth, high rate, etc.Itprovides a new
possibility for indoor navigation and positioning. According to the current research progress and status, five
kinds of positioning technologiesbased on visible light communication are analyzedand compared, then a
new methodis proposed which combining visible light communication withphotogrammetry. Finally, the
future of indoor positioning based on visible light communicationand its application is expounded.
Keywords:LED; visible light communication; indoor positioning; photogrammetry
基于可见光通信的几种室内定位方法
王语琪1,2，巩应奎1，史政法1,2，李延坤1，张烨1
1．中国科学院光电研究院，北京，中国，100094
2．中国科学院大学，北京，中国，100049
1.wangyuqi12@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,,
2.ykgong@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,
【摘要】可见光通信作为一种新兴技术，具有无电磁辐射、高带宽、高速率等多种优点，其利用LED
灯为接入点，为室内定位技术提供了新的可能。本文综合国内外研究现状，对基于可见光通信的五种
定位技术进行分析和比较，并提出一种可见光通信与摄影测量结合的方法。最后对基于可见光通信的
室内定位技术的未来发展和应用前景进行展望。
【关键词】LED；可见光通信；室内定位；摄影测量
及图像传感器定位等技术。本文对以上五种定位技术
进行分析及比较，并提出一种新的可见光通信与摄影
测量相结合的定位方法。
1 引言
随着室内活动的日趋频繁，对于室内定位的需求
日益增多，同时对移动终端平台上基于位置的服务也
提出了更高的要求。GPS作为一种成熟的定位系
统，在户外开阔环境具有良好的用户体验和定位精
度，但由于卫星导航信号穿透建筑物墙壁后，信号
强度大幅度的衰减，加之室内多径现象严重，导致
GPS的定位精度大幅度下降，难以满足用户的室内
定位需求。目前主流的室内定位系统主要依赖红
外、超声波、超宽带、射频识别（无线局域网、
ZigBee）[1]技术等，由于使用的是射频信号，在空
中传播时易受干扰且在同一微波电路、同一方向上
不能使用同一频率，因此飞机、医院等特殊场景下
使用受限。可见光通信技术具有无电磁辐射、高带
宽、高速率、无需额外布设接入点等优点，为室内
定位方法提供了新的可能。
国内外对基于可见光通信的定位技术的研究工作
主要集中在五个方面，包括LED灯身份信息识别定
位
（LED-ID）、到达时间及时间差（TOA/TDOA）定位、
2 定位方案分析及比较
2.1LED-ID定位方法
基于LED-ID定位采用LED灯作为信标，每盏灯都
有一个固定ID。LED灯编码自身ID信息，可采用OOK
（二进制启闭键控）的信号调制方式，不断向外发送
信息。定位过程如图1所示，首先控制中心为每盏LED
分配ID以示区别，在移动终端低速行进的过程中，利
用运动模糊及覆盖范围识别LED-ID，最后终端接收
后，根据LED通信信息中的ID信息，查询对应数据
库的三维坐标信息，通过映射的方式来确定终端的位
置。
Figure1LED-ID positioning process
图1LED-ID定位技术思路
图2中的LED 接收模型表示了LED 覆盖范围与探
测概率的关系，假设每盏LED 灯的覆盖范围为5m ，当 其在半径为1m 的圆内时，终端的位置属于此盏LED 灯 的概率为0.9，半径越大，概率越低。
?l 2 = ( X - X )2 + (Y - Y )2 + (Z - Z )2a a a a
? l 2 = ( X - X )2 + (Y - Y )2 + (Z - Z )2 (2) ? b b b ? ?l 2 = ( X - X )2 + (Y - Y )2
+ (Z - Z )2
c c c c 上式中，终端的三维坐标为 ( X ,Y , Z ) ，LED 灯的 坐标分别为 ( X a ,Y a , Z a ) 、 ( X b ,Y b , Z b ) 、 ( X c ,Y c , Z c ) ， 测量距离分别为 l a , l b , l c 。对于实际情况来说，由于存 在传播的误差，因此至少需要4盏LED 灯的三维坐
Figure 2LED and the corresponding receiver probability model
图 2 LED 与对应接收器概率模型[2]
清华大学提出了一种基于LED-ID 技术的室内位
置服务系统，利用单盏LED 对自身的ID 信息进行广播， 移动端接收信息后，与位置相关联来实现被动定位， 同时也提出多盏LED 灯的定位方法，即终端的PD 阵列 用来接收多个LED-ID 信息，同时获取LED 的三维坐标 值及其对应在
PD 阵列上的坐标[3]。北京邮电大学提出
一种基于基础设施模式的定位技术，多盏LED 灯呈矩 形分布，用以覆盖所处空间，终端判断出信号最强的 LED-ID 信息，将ID 对应的空间范围信息赋予终端来达 到定位的目的[4]。
基于LED-ID 方法的定位精度取决于灯的布局及 其映射到地面上的格网密度，当格网密度较大且各个 LED 灯发射的光信号之间的干扰不影响终端的信息解 析时，可达到所设计的定位精度，多灯定位从模型和 算法上提高了单灯定位的精度，其算法复杂度也大幅 度提升。
Figure 3Positioning principle model of TDOA
图 3 TDOA 定位原理模型
TDOA 的解算模型如图3所示，两灯之间的距离
差
为 l = l - l ba b a (3)
l = l - l ca c a
代入（2）式后，即可求出终端坐标：
2.2 TDOA 定位方法
基于到达时间差（TDOA ）的定位原理是利用多 盏LED 灯发送可见光信息，并在信息中添加发送时间 戳，终端接收到含有时间戳的信息，并在接收的同时 附加接收时的时间戳信息，计算发送时间和接收时间 的差值，再乘以信号传播的速度，即可得到LED 灯到 终端的距离，每个LED 灯与终端的距离进行再次做差， 空间交会进行终端位置解算的数学模型从椭圆变成了 双曲线，这种定位方法只需要每个LED 灯的时间基准 保持一致，而与终端可以有一定的偏差。
假定有3盏LED 灯与终端的距离为：
目前，韩国的研究人员提出一种基于TDOA 的定位方
法[5]。控制端为每一盏LED 灯分配独特的频率地址， LED 灯将其地址进行广播，终端根据相位差并利用 TDOA 算法，解得终端的三维坐标。这种方法在目前 的仿真定位精度在5m*5m*3m 的空间内，定位精度为 1cm 以内。
2.3 光强模型定位方法
基于光强模型的定位基本原理是利用光强与距离 的定量关系进行定位，一个LED 灯的辐射为如图4所示 的朗伯辐射模型。
l = c ? (t n - t )
(1) 其中c 为光速， t n 为第n 盏LED 灯发送信号时的时 间，t 为接收到信号是的时间。然后利用三球交汇原理， 计算出终端的位置。
Figure 5Positioning principle model of AOA
图 5AOA 定位系统模型
Figure 4Lambert radiation model
图 4 朗伯辐射模型
假 设 可测量 AOA 的 某一传 感 器的位 置为 (x s , y s , z s )，则有方位角θ0与俯仰角?0的方程：
? m +1 A ?cos m (?)?Ts (ψ ) ?cos m (ψ ),0 ≤ψ ≤ H (0) = ?c
(5) ? ? y - y ? θ = tan -1 a s
??0,ψ
0 x - x a s ?
? (6) 其中A 是检测器窗区域，ψ为入射角相对于所述
接收器垂直轴的角度，在Ts(ψ)是光学滤波器的增益， G(ψ)是集中器的增益，Ψc 是视场集中器
（FOV ）在 一个半角，φ是辐照度相对于所述发射器轴垂直的角 度，d 是LED 灯和终端之间的距离。利用上式，即可求 解出LED 灯和终端之间的距离d ，由于其采用指纹匹配 的算法，即可得出终端的大致区域。
韩国的研究人员提出一种定位方法，为了估测位 置，首先LED 接收来自移动端的位置跟踪信息，并计 算移动端在垂直模型中的候选位置，然后随着每个时 间单位的角度的增加，就可以得到当前角度下的候选 位置[6]。当单位角度很小时，候选位置就会增多，这 时就会增加估计的准确性。光强模型对环境复杂度及 前期指纹数据库的采集质量要求较高，定位精度也随 室内环境的变化而变化。因此，RSS
?= tan -1 ? ?
0 0?测 值θ、?的如下方程： ? θ = θ0 + n (7)
?
Φ = Φ + n
? 0
根据上式可得：
= L 1 sin (θ -θ0 ) ?? L 1 sin n (8)
? ??L 2 sin n Φ = L 2 sin (Φ
)
其中：
?
L 1 =? ? (9) ?
=? 2 AOA 方法的定位精度较高，但由于其计算量较大，
解算效率通常较低。 从调研的情况来看，AOA 的定
位方法常与其他方
法混合使用，如RSS/AOA ，ID/AOA 。利用RSS/AOA 的仿真定位精度，韩国研究人员在1.5*1.5*2m 的空间 内小于 3cm [7 ] ，美国研究人员平均定位精度达到 34.88cm [8]。利用ID/AOA 定位方法可使定位精度提高
2.4 信号到达角定位方法
基于信号到达角度（AOA ）的定位通过LED 发射 端的发射阵列获得定位终端发射信号的到达方向，利 用多个LED 发射端提供的角度值作为方位线，从而计 算出定位终端与LED 发射端之间的角度，这些方位线 的交点为待测终端的估计位置。定位模型如图5所示。
2.5 图像传感器定位方法
基于图像传感器的定位方法是利用LED 灯及图像
传感器之间的几何关系，建立数学模型，对终端位置 进行求解。国内外目前采用在一个终端上使用两个相 同分辨率的图像传感器进行定位。
目前基于图像传感器的定位方法主要有两种，一
是使用多个LED （大于等于4个）和一对传感器的室内
定位系统[10][11]
，如图6所示。每个LED 有各自的位置 信息，并且以颜色区分。一对具有相同性质和焦距的 镜头安装在同一个平面，两传感器间的距离为已知值， 每一个镜头的轴都垂直于摄像头的平面。利用两个图 像传感器接收三维空间坐标，计算灯到图像传感器的 距离，A ，B ，C ，D 相互之间的距离满足式(10)，再根 据4星定位原理，计算图像传感器终点的三维坐标，仿 真所得的定位误差小于1.5米，而通过不同颜色的光信 息来进行区分不同的LED 灯，仿真结果平均误差为 8.5cm 。 如图7所示，LED 、透镜和图像传感器在同一直线
上，图像传感器的分辨率越高，定位精度也就越高， 根据仿真结果，定位精度小于1m 。
2.6 定位方法比较
根据对LED-ID 、TDOA 、RSS 、AOA 及图像传感 器定位技术的定位原理及目前技术的发展情况的分析 比较，可得出如下结论：
LED-ID 的精度相对较低，但可快速实现产业化， 灵活机动性较好，同时，在目前已实现了可实际定位 的商用定位系统。
TDOA 由于需要时间同步装置，会使得基于可见 光通信的室内定位系统的成本大幅度上升，但其定位 精度在理论上可达到毫米级，不过就目前的技术发展 而言，若要进行实际的应用，由于室内的LED 灯与定 位终端之间的距离较近，对时间分辨率的要求则更高。
RSS 其精度受到环境影响较大，且需要大量的前 期指纹采集工作，此方法可作为辅助方案与其他定位 方法相融合使用。
AOA 尽管不需要时间同步，但其需要较大的计算 量，在响应速度上受到限制，未来在民用时可能会影 响用户体验，与其他定位方法进行结合可以达到较高 的定位精度。
基于图像传感器的定位作为新型的定位方案，其 同样利用了可见光的成像机理，区别于传统的定位模 式。从目前的仿真结果来看，基于图像传感器的定位
方法响应速度快、用户体验好，且不需要后台大型的 数据库进行支撑，是一种具有发展潜力的定位方法， 目前还需要进行深入的研究和探讨。
（x - x ）2 +（y - y ）2 +（z - z ）2
= d 2
1 1 1 1 （x - x ）
2 +（y - y ）2 +（z - z ）2 = d 2 2 2 2 2 (10)
（x - x ）2 +（y - y ）2 +（z - z ）2 = d 2 3 3 3 3 （x - x ）2 +（y - y ）2 +（z - z ）2 = d 2 4 4 4 4
Figure 6 Multi-lamppositioningsystembasedonimagesensors
图 6 基于图像传感器的多灯定位系统
第二种方法是利用共线方程模型，使用两个图像
传感器，对同一LED 灯进行成像，在已知LED 灯的情 况下，反算出终端所在的位置[12][13]。
可见光通信与摄影测量结合的定位方法
3 在对定位模型及原理进行分析后，提出可见光通 信与摄影测量原理相结合的定位方法，本方法使用的 接收装置是两种不同分辨率的传感器，即光电传感器 和普通图像传感器，利用普通图像传感器进行图像获 取，利用光电传感器接收可见光的通信信号。 其对应的应用系统构成如图8所示。
LED 灯按一定方案安装于屋顶，其利用电力线载 波与后台的控制中心相连接，控制中心对每盏灯的位 置信息进行分配，并控制其位置信息的发送间隔。
Figure 7 Relationship of LED, lens and receiving device 图 7 LED 、透镜与接收装置相对位置关系
控制中心
Figure9Pixel accurate matching process
图9像素精确匹配过程
目前的民用定位移动终端主要以手机终端为主，
且大部分具有前置摄像头的拍照功能，因此，无需增
加图像传感器设备。在考虑光电传感器时，为降低终
端设备的成本，采用了低分辨率的光电传感器。为保
证定位精度，需要对两种不同分辨率的传感器进行信
息的匹配，使得通过光电传感器接收到的LED的三
维坐标信息能够正确的与图像传感器拍摄到的LED
图像信息相匹配，在利用共线方程模型，解得终端
位置坐标。
阵列接
Figure8High-precision indoor positioning system constitutes
图8高精度室内导航定位系统构成
带有外置PD阵列的手机终端接收到可见光信
号
后进行解算并进行LED影像的获取，建立共线方程
模型，进行手机终端的位置解算，并将结果反馈给用
户。外接设备中包括PD阵列集成模块，其插入手机
中的耳机接口后与手机相连，并可以进行信息的交
互。
在接收到由可见光信息解析得到的LED坐标
时，对LED灯进行拍照，在获取到所需数据后，利
用摄影测量的原理进行终端位置的解算，对应的共
4结论及展望
本文综合国内外研究现状，对基于可见光通信的
五种定位技术的特色点进行分析和比较，并提出一种
可见光通信与摄影测量结合的方案。该方案将可见光
信息和图像信息相结合，利用共线方程模型进行定位
解算，其响应速度快且定位精度高，但还需进一步的
进行仿真研究及实验验证。室内LED作为可见光通
信的载体，是一种绿色照明、通信源。其应用领域
的不断发展和可见光通信技术的飞速前进，基于可
见光通信的室内定位系统在未来具有良好的应用前
景及市场价值。研究一种设备部署简单、定位精度
高的可见光通信室内定位算法，尤其是可应用在普
通的手机终端上的室内定位算法更具有广阔的发展
空间。
?
x=-f
a
1
(X- X
S
) + b
1
(Y - Y
S
) + c
1
(Z- Z
?
a
3
(X-X
S
)+b
3
(Y-Y
S
)+c
3
(Z-Z
S
)
?
? (11)
a
2
(X-X
S
)+b
2
(Y-Y
S
)+c
2
(Z-Z
S
)
?y=
-f
??
其中：
a
3
(X-X
S
)+b
3
(Y-Y
S
)+c
3
(Z-Z
S
)
?a
1
= cos?cosκ- sin ?sin ωsin
κ
?a=- cos?sin κ- sin ?sin ω
?
?a
3
=-sin ?
ω
?
?b1 = cosωsin
κ
?b2 = cosω
cosκ
?
(12)
?
? References (参考文献)
[1]汪苑, 林锦国. 几种常用室内定位技术的探讨[J].
中国仪器仪表, 2011, (2):54-57.
[2] Zheng D, Cui K, Bai B, et al. Indoor localization
based on LEDs[C]//Control Applications (CCA), 2011
IEEE International Conference on. IEEE, 2011:
573-578.
[3]娄鹏华, 张洪明,郎凯,邵晓风,徐正元. 基于室内照
明的定位导航系统: 中国, 201210484538.5,
2012-11-23
?c
1
= sin ?cosκ+ cos?sin ωsin κ
?c2 =-sin ?sin κ+ cos?sin ω
cosκ
??ω
?
(X, Y, Z) 为LED灯的三维坐标，(X
s
, Y
s
, Z
s
) 为摄
影中心的三维坐标，(x, y) 为对应的LED灯的像点坐
标，f是拍摄相机的焦距，(?,ω,κ) 为终端相对于坐标
轴的旋转角。
基于可见光通信的几种室内定位方法
Indoor Positioning MethodsBased on Visible Light Communication Wang Yuqi1,2, Gong Yingkui1, Shi Zhengfa1,2, Li Yankun1, Zhang Ye1 1.Academy of OPTO-Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100094 2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,100049 1.wangyuqi12@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,, 2.ykgong@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html, Abstract:As a new technology, the visible light communication using LED lights as the access points has many advantages such as without electromagnetic radiation, high bandwidth, high rate, etc.Itprovides a new possibility for indoor navigation and positioning. According to the current research progress and status, five kinds of positioning technologiesbased on visible light communication are analyzedand compared, then a new methodis proposed which combining visible light communication withphotogrammetry. Finally, the future of indoor positioning based on visible light communicationand its application is expounded. Keywords:LED; visible light communication; indoor positioning; photogrammetry 基于可见光通信的几种室内定位方法 王语琪1,2，巩应奎1，史政法1,2，李延坤1，张烨1 1．中国科学院光电研究院，北京，中国，100094 2．中国科学院大学，北京，中国，100049 1.wangyuqi12@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,, 2.ykgong@https://www.wendangku.net/doc/047925279.html, 【摘要】可见光通信作为一种新兴技术，具有无电磁辐射、高带宽、高速率等多种优点，其利用LED 灯为接入点，为室内定位技术提供了新的可能。本文综合国内外研究现状，对基于可见光通信的五种 定位技术进行分析和比较，并提出一种可见光通信与摄影测量结合的方法。最后对基于可见光通信的 室内定位技术的未来发展和应用前景进行展望。 【关键词】LED；可见光通信；室内定位；摄影测量 及图像传感器定位等技术。本文对以上五种定位技术 进行分析及比较，并提出一种新的可见光通信与摄影 测量相结合的定位方法。 1 引言 随着室内活动的日趋频繁，对于室内定位的需求 日益增多，同时对移动终端平台上基于位置的服务也 提出了更高的要求。GPS作为一种成熟的定位系 统，在户外开阔环境具有良好的用户体验和定位精 度，但由于卫星导航信号穿透建筑物墙壁后，信号 强度大幅度的衰减，加之室内多径现象严重，导致 GPS的定位精度大幅度下降，难以满足用户的室内 定位需求。目前主流的室内定位系统主要依赖红 外、超声波、超宽带、射频识别（无线局域网、 ZigBee）[1]技术等，由于使用的是射频信号，在空 中传播时易受干扰且在同一微波电路、同一方向上 不能使用同一频率，因此飞机、医院等特殊场景下 使用受限。可见光通信技术具有无电磁辐射、高带 宽、高速率、无需额外布设接入点等优点，为室内 定位方法提供了新的可能。 国内外对基于可见光通信的定位技术的研究工作 主要集中在五个方面，包括LED灯身份信息识别定 位 （LED-ID）、到达时间及时间差（TOA/TDOA）定位、 2 定位方案分析及比较 2.1LED-ID定位方法 基于LED-ID定位采用LED灯作为信标，每盏灯都 有一个固定ID。LED灯编码自身ID信息，可采用OOK （二进制启闭键控）的信号调制方式，不断向外发送 信息。定位过程如图1所示，首先控制中心为每盏LED 分配ID以示区别，在移动终端低速行进的过程中，利 用运动模糊及覆盖范围识别LED-ID，最后终端接收 后，根据LED通信信息中的ID信息，查询对应数据 库的三维坐标信息，通过映射的方式来确定终端的位 置。 Figure1LED-ID positioning process 图1LED-ID定位技术思路
可见光通信系统研究
可见光通信系统研究 摘要 目前室内无线通信能满足要求的最好选择就是白光LED。白光LED在提供室内照明的同时，被用作通信光源有望实现室内无线高速数据接入。目前，商品化的大功率白光LED功率已经达到5W，发光效率也已经达到90lm/W，其发光效率（流明效率）已经超过白炽灯，接近荧光灯。白光LED的光效超过100lm/W并达到200lm/W（可以完全取代现有的照明设备）在不久的将来即可实现。因而LED照明光通信技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。论文主要对基于白光LED的室内可见光通信系统进行了研究。 本文在对白光LED用作通信光源时的伏安特性、光谱特性和调制特性等物理特性做深入分析的基础上，重点研究了白光LED照明光源通信系统的组成结构和系统设计，并设计出了白光LED调制和发射电路。给出了一种求LED照明灯室内布局的方法，仿真结果表明，该方法可以较好地解决可见光通信系统的室内LED照明灯的最优布局问题。采用直射式链路形式和光强度调制一直接检测技术，可以实现对白光LED的高速调制，并设计出了用于接收可见光信号和信号解调的光接收电路，完成了白光LED的可见光通信收发实验并给出了实验结果。 绪论 VLC VLC是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，特别是其响应灵敏度非常高，因此可以用来进行超高速数据通信。与传统的射频通信和FSO相比，VLC具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点，在VLC系统中，白光LED具有通信与照明的双重作用，这是因为白光LED的亮度很高，且调制速率非常高，人的眼睛完全感觉不到光的闪烁，因而VLC技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。 与FSO和射频通信相比，VLC主要有一下几个优点： 1 可见光对人体相对安全，无伤害。Vlc系统主要使用室内LED照明灯来传送数据，对人体辐射小。 2 VLC无处不在。几乎生活中的每一处都有照明灯，因此用于通信的照明灯可以安装在任何地方，可以比较方便的传输无线数据。 3 发射功率较高。相比于红外通信，由于红外通信对人的眼睛损伤较大，发射功率需要压制到相当低，系统的性能因此将受到严重的限制。而对于射频通信，其射频信号对人体的损伤又比较大，也需要限制其
可见光通信
兰州交通大学本科生课程设计 中文题目:可见光通信技术的应用 英文题目: The Application of The VLC Technology 课程：现代传输技术 学院：电信学院 专业：通信工程 班级：通信1302班 组长：XXX 组员：XXX XXXXXX 指导教师：高丽 完成日期： 2016年7月 7 日 成绩：
目录 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 可见光(VLC)通信技术概述 (2) 1.1 VLC的研究背景 (2) 1.2 VLC的简介 (2) 1.3 VLC的发展现状 (2) 1.4 VLC的特点 (4) 2.传输原理 (5) 2.1概述 (5) 2.2组成 (5) 2.3 信号调制 (5) 2.4 信号解调 (6) 2.5关键技术研究 (7) 2.5.1光源 (7) 2.5.2光源布局 (7) 2.6最佳LED灯个数 (7) 2.7接收机FOV的选择 (8) 2.8不同光路径引起的ISI (8) 3可见光通信应用 (9) 3.1创新应用 (9) 3.2存在问题 (9) 3.3 VCL的基本应用 (10) 3.3.1室内（Indoor）应用 (10) 3.3.2室外（Outdoor）应用 (11) 3.4可见光的应用延伸 (12) 3.4.1实现室内定位导航 (12) 3.4.2 灯光无线 (14) 3.4.3结束乘飞机无通信时代 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
摘要 用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术是当前国外光无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。这也将可见光通信技术带到了众人的面前。可见光通信技术是一种新兴的无线光通信技术,随着白光LED的发明及应用,可见光通信技术得到了良好的发展。白光LED不仅可以提供室内照明,而且可以应用到无线光通信系统中满足室内个人网络需求。在照明方面,白光LED的节能、环保等特点被认为终将取代荧光灯、白炽灯等传统照明光源,成为下一代固体照明光源。与此同时,白光LED又具有响应时间短,加之其具有高速调制特性,可以设计出基于白光LED的室内可见光无线通信系统。由此设计出的基于白光LED的室内可见光无线通信系统,与传统的红外和无线电通信相比,具有发射功率高、无电磁干扰和无需申请频谱资源等优点。文章详细介绍了可见光通信技术在国内外的研究现状，分析了其关键技术，阐述了其巨大的优点以及应用领域上的发展趋势。 关键词：可见光通信、技术优势、发展历史、关键技术、应用展望 Abstract It is one of hot spots of optical wireless communication research field in abroad that using whiteLED light source as base station to transmit information through wireless mode currentl y, which is an promisingnew technology. This trend brings the visible light communication int o our attention. Visible light communication technology is an emerging wireless optical communication technology. The visible light communication technology has a good development with the invention and application of LED white light. White LED can not only provide indoor lighting, but also can be applied to wireless optical communication system network to meet the individual needs of the indoor. In the lighting, white LED has energy-saving, environmental protection and other features, that fluorescent, incandescent,In this paper I introduce the current situation of visible light communication by white LEDs at home and abroad in detail, analyze the key techniques and clarify the advantag es and development trend of thesystem. Key Words:visible light communication, advantages, key technologies, developing history, dev elopments
可见光室内定位三个球相交
每个五角星代表一个LED灯，共9个，分为3排，每排为3个LED灯且等均分布，建立xyz 坐标， 任意3个不共线的LED都可以对被测物体进行定位，取1、2、3号LED灯为例，1号LED灯坐标为（0，0，0），2号LED灯坐标为（2.5，0，0），3号LED灯坐标为（0，2.5，0）， 三角形A、B为假设的被测物体，A点为1、2、3号LED灯构成的三角形的外心，综合来说是距所有距LED灯距离最近的点；B点为1号LED的对角点，距离最远 ①A点取至1、2、3号LED灯构成的三角形的外心，即A点到1、2、3号LED灯的距离都相等，为球半径√12.5，画图如下 ②B点为1号LED灯的斜对角，距离为√59，为大球半径，B点到2、3号LED灯距离均为√40.25，为另外两个球半径，画图如下 ① >>phi=0:pi/50:pi/2; >>theta=0:pi/50:2*pi; >> [pp,tt]=meshgrid(phi,theta); >> x=sin(pp).*cos(tt); >> y=sin(pp).*sin(tt); >> z=cos(pp); >> r=(12.5)^0.5; >>surf(r*x,r*y,r*z,'FaceColor','r'); >> hold on >> a=(12.5)^0.5; >>surf(a*x,2.5+a*y,a*z,'FaceColor','w'); >> hold on >> b=(12.5)^0.5; >>surf(2.5+b*x,b*y,b*z,'FaceColor','b'); >>view(45,75); 图中可以看出三个球相交于一点，坐标为（1.242,1.334,3.098）
大学生电子设计竞赛I题可见光室内定位装置
B
20
A C
200-20
E
20-
D
题试计设竞赛国大学生电子 2017 年全
参赛注意事项
竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高）月日（ 9 18:008 职 高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 ）参赛队认真 填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。（2 ）参赛者必须是有正式 学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生（3 身份的有效证件（如学生证） 随时备查。 人，开赛后不得中途更换队员。3 （4）每队严格限制
）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设（5 计制 作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违 纪参赛队取消评 审资格。 ，由专人封存。 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》 日 20:00（6）8 月
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题）I 可见光室内定位装置（
【本科组】
一、任务
所示。参赛者自 设计并制作可见光室内定位装置，其构成示意图如图 1 。）个 侧面 80cm×80cm 的立方空间（包含顶部、底部和 3 行搭建不小于 80cm× 控 制电路进 LED 3 个白光 LED，其位置和角度自行设置，由顶部平面放置
、、C，并分为 A、B 行控制和驱动；底部平面绘制纵横坐标线（间隔 5cm） 正 常照明（无明显闪烁）的 个 LED E 五个区域，如图 2 所示。要求在 3D、情 况下，测量电路根据传感器检测的信号判定传感器的位置。 控制电路 LED
LEDLED LED213
y (cm)
40 传感器 测量电路 LCD 底部平面坐标区域图 图 1 可见光室内定位装置示
意图 2 图 x40-40 (cm)I-1/3
-40
二、要求
．基本要求 1 区域，测量电路能正确区分其位于横坐标轴的上、 B、D（1） 传感器位于 下区域。 区域，测量电路能正确区分其位于纵坐标轴的左、 C、 E（2）传感器位于 右区域。 。10cm 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差 不大于 （3）传感器位于 A 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不 D、E4） 传感器位于 B、C、（ 。10cm 大于
。显示坐标值，显示分辨率为 0.1cm（5）测量电路 LCD ．发挥部分 2 ）传感器位于底部平面任意区域，测量显示其位置坐标值，绝对 误差不（1 。大于 3cm 控制电路可由键盘输入阿拉伯数字，在正常照明和定位 （误差满）LED （2 发 LED 3 个 (3)足基本要求或(4)）的情况下，测量电路 能接收并显示 送的数字信息。 路音频信号源，在正常照明和定位的情况下，测
可见光通信研究现状
可见光通信技术研究现状介绍 作为一种新兴的通信技术，LED可见光通信提出的历史不算久远，早在2000年以前，就有研究人员提出利用LED发出的光来进行通信的设想，并付诸实验，实现了一些简单的通信系统[1-6]。在这些设想中，最具代表性的是香港大学的Grantham Pang于1999年提出的实现方案，他们的实验小组搭建并演示了基于可见光LED的音频信号传输系统[3]。这些设想方案提出时，LED照明技术还没有受到重视，对LED可见光通信的关键技术也没有进行深入研究，其影响力有限。 2000年，日本Keio大学M. Nakagawa教授领导的研究团队提出了一种利用白光LED实现室内可见光接入的方案，并针对室内可见光通信信道进行建模仿真和分析计算，实现了10Mbps的室内可见光通信接入方案[8]，正是这一成果被视为可见光通信领域具有影响力的开创性研究，之后，可见光通信技术开始受到世界各地研究人员的重视。 1 国外研究现状 1.1 日本方面 日本方面，在庆应义塾大学(KeioUniversity)的M. Nakagawa研究团队提出LED可见光通信的接入方案后，这种技术在日本国内非常受重视。先后有名古屋大学(Nagoya Univesity)、东京理科大学(Tokyo University of Science)、长冈技术科学大学(Nagaoka University of Technology)、日本电信电话(NTT Cooperation)的科研团队参与研究。在可见光通信的各类应用方面，日本的研究人员做了大量的工作，从局域网高速互连、LED显示器数据下载、智能交通系统、智能灯塔到测量等种类繁多。 2001年，庆应义塾大学的研究人员首先研究了利用交通灯进行可见光通信，并对系统的调制方式、所需的信噪比以及通信速率等特性[9]进行了分析。同年，他们研究了OOK调制技术和OFDM技术在室内可见光通信的应用。研究结果表明：OOK调制方式在较低速率下（如100Mbps以下）非常有效，而在高速率情况下，选择OFDM调制方式性能更佳[10]。之后，他们又进一步提出在道路照明系统中加入可见光通信功能，以减少交通事故的发生，通过用符合照明要求的LED进行实验获得成功[11]。2004年，M. Nakagawa研究团队对LED室内可见光通信系统的可行性进一步分析，对光源进行建模，仿真了在多盏灯照射下室内光照分布、信道冲激响应，并对有无反射情况下的室内信噪比分布、符号间干扰等参数进行了研究。在此基础上，他们还研究了接收端FOV(Field of View)视场角大小对系统速率的影响，并得到结论：当接收端视场角足够小时，可见光通信的
可见光室内定位装置(I题)
2017年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）8月9日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高 职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 （2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生 身份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设 计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 可见光室内定位装置（I 题） 【本科组】 一、任务 设计并制作可见光室内定位装置，其构成示意图如图1所示。参赛者自行搭建不小于80cm×80cm×80cm 的立方空间（包含顶部、底部和3个侧面）。顶部平面放置3个白光LED ，其位置和角度自行设置，由LED 控制电路进行控制和驱动；底部平面绘制纵横坐标线（间隔5cm ），并分为A 、B 、C 、D 、E 五个区域，如图2所示。要求在3个LED 正常照明（无明显闪烁）的情况下，测量电路根据传感器检测的信号判定传感器的位置。 图1 可见光室内定位装置示意图 图2 底部平面坐标区域图 (cm)
二、要求 1．基本要求 （1）传感器位于B 、D 区域，测量电路能正确区分其位于横坐标轴的上、 下区域。 （2）传感器位于C 、E 区域，测量电路能正确区分其位于纵坐标轴的左、 右区域。 （3）传感器位于A 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于10cm 。 （4）传感器位于B 、C 、D 、E 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不 大于10cm 。 （5）测量电路LCD 显示坐标值，显示分辨率为0.1cm 。 2．发挥部分 （1）传感器位于底部平面任意区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不 大于3cm 。 （2）LED 控制电路可由键盘输入阿拉伯数字，在正常照明和定位（误差满 足基本要求(3)或(4)）的情况下，测量电路能接收并显示3个LED 发送的数字信息。 （3）LED 控制电路外接3路音频信号源，在正常照明和定位的情况下，测 量电路能从3个LED 发送的语音信号中，选择任意一路进行播放，且接收的语音信号均无明显失真。 （4）LED 控制电路采用+12V 单电源供电，供电功率不大于5W 。 （5）其他。 三、说明 1．LED 控制电路和测量电路相互独立。 2．顶部平面不可放置摄像头等传感器件。 3. 传感器部件体积不大于5cm×5cm×3cm ，用“┼”表示检测中心位置。 4. 信号发生器或MP3的信号可作为音频信号源。 5. 在LED 控制电路的3个音频输入端、测量电路的扬声器输入端和供电电路端预留测试端口。 6. 位置绝对误差： 式中x 、y 为测得坐标值，x 0、y 0为实际坐标值。 7. 每次位置测量开始后，要求5s 内将测得的坐标值锁定显示。 8. 测试环境：关闭照明灯，打开窗帘，自然采光，避免阳光直射。 2020)()(y y x x e -+-=
LED可见光通信开题报告
武汉工业学院学生毕业设计（论文）开题报告表
为二进制OOK(开关键控)编码。但由于OFDM可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，其实现复杂度比采用均衡器的单载波系统小很多。因此采用OFDM调制技术具有良好的发展前景。 2.LED驱动设计 因为LED正向伏安特性非常陡(即正向动态电阻特别小)，于是给LED供电不会像普通白炽灯那样直接用电压源供电，否则电压波动稍微增大，电流就会急剧增大到将LED烧毁的程度。因此为了能够稳定LED的工作电流，保证LED能够正常并稳定地工作，各种各样的LED驱动电路就应运而生。在LED可见光通信中，由于几百兆的数据传输速率，要求LED 光源急速点亮与熄灭，必需考虑LED的响应时间，这也对LED驱动电路提出了更高的要求。 3.LED伏安特性 由前节我们已经知道了LED具有普通二极管的伏安性，可分为工作区、正向死区、截止区和击穿区四个区。为了使LED能够达到正常发光的目的，就要保证能够使他的状态稳定在工作区。 4.LED调制特性 白光LED的响应时间通常在纳秒级，因此，白光LED可以达到极高的调制速率，这也是LED在可见光通信受到欢迎的原因。白光LED的最大调制速率是指在一定的调制方法下，LED 输出的光亮度降低至某一个低频参考值的二分之一时刻的频率。据实际经验知道，不同的LED调制速率是不同的，他基本由LED本身的特征决定。在LED上通过较低的电流时结电容是限制调制速率的主要原因，也就是零偏压情况下LED的电容值。而当偏置电流逐渐提高时，这时调制速率就基本由注入到有源区的载流子的寿命来确定。 LED的另一个参数值响应时间也需要我们考虑。响应时间是用来描述LED亮度随开关闭合反应快慢的。响应时间我们可以定义为LED由点亮到熄灭或由熄灭到点亮所延迟的时间的长短。上升时间t1表示LED的由熄灭到点亮时间用的时间也就是指从闭合开光从发光亮度上升到额定功率的10%开始计时直到亮度达到额定功率的90%所需要的时间。同理，下降时间t2是指LED由发亮到熄灭时间定义为LED由正常点亮，断开开关后，亮度降至额定功率
可见光通信概述
可见光通信及其关键技术研究 摘要：用室内照明的白光LED光源作为通信基站进行信息无线传输的技术是当前国外光无线通信领域的研究热点之一，是一项有发展前景的新兴技术。这也将可见光通信技术带到了众人的面前。文章详细介绍了可见光通信技术在国内外的研究现状，分析了其关键技术，阐述了其巨大的优点以及应用领域上的发展趋势。 关键词：可见光通信、技术优势、发展历史、关键技术、应用展望 Studies on the visible light communication and itskey technologies Jieyong He Optical Engineering, School of Physics, Sun Yat-sen University, User ID:15212250 Abstract It is one of hot spots of optical wireless communication research field in abroad that using whiteLED light source as base station to transmit information through wireless mode currently, which is an promisingnew technology. This trend brings the visible light communication into our attention. In this paper I introduce the current situation of visible light communication bywhite LEDs at home and abroad in detail, analyze the key techniques and clarify the advantages and development trend of thesystem. Key Words:visible light communication, advantages, key technologies, developing history, developments 1可见光通信介绍 近年来，被誉为“绿色照明”的半导体（LED）照明技术发展迅猛。与传统照明光源相比，白光LED 不仅功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保，更具有调制性能好、响应灵敏度高等优点。利用LED 的这种特性，它用作照明的同时，还可以把信号调制到LED 可见光束上进行传输，实现一种新兴的光无线通信技术，即可见光通信（indoor visible light communication，VLC）技术。 1.1可见光通信技术概述 一直以来，在一个人的头顶上画一个闪亮的灯泡，被用来象征一个发明家的灵光乍现，但是德国物理学家哈拉尔德·哈斯(Hass H.)由灯泡本身“点亮”了奇思妙想：依赖一盏小小的灯，将看不见的网络信号，变成“看得见”的网络信号。哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队最新发明了一种专利技术，利用闪烁的灯光来传输数字信息，这个过程被称为可见光通信，人们常把它亲切地称为“LIFI”，以示它能给目前以WIFI为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。 可见光通信（VLC）是将发光二极管（LED）等可见光发出的肉眼察觉不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。VLC结构由两个部分组成，一个是VLC发送部分，另一个是VLC接收部分。发送部分处，将需要传输的数据加载在光载波信号上，并进行调制，然后到达接收部分，即利用光电转换器件接收光载波并解调以获取信息。 可见光通信系统能够覆盖灯光所能达到的范围，不需要电线连接。与目前使用的无线局域网（无线LAN）相比，可见光通信系统可以利用照明设备代替无线LAN局域网基站发射信号，其通信速度可达每秒数
室内可见光定位装置
2017全国大学生电子设计竞赛 设计报告 可见光室内定位装置(I题) 菏泽学院 蒋震机电工程学院 编号： 队员： 二〇一七年八月十日
摘要 本系统由 STC89C52RC最小系统板为核心，光敏传感器根据光照强度分别检测XY轴坐标，PCF8591A/D转换器将传感器检测的光照转化为数字量，通过电路传递到 LCD1602液晶显示屏，在LCD1602液 晶显示屏显示XY轴及五个区域。按键按下将当前的数字量记录下来 并设为基准值，根据新检测的数字量相对基准值判断Y轴坐标，从而实现校正原点。顶部平面采用三个开关，一个47Ω的电阻和一个二 极管组成控制电路，控制三个大功率发光二极管。由此完成定位。 关键词： STC89C52RC最小系统板光敏传感器 PCF8591A/D转换器LCD1602液晶显示屏 Abstract: This system by STC89C52RC minimum system board as the core, the photosensitive sensor based on light intensity detection XY coordinates, respectively PCF8591A a/D converter sensor detection of light can be converted to digital quantity, through the circuit to the LCD1602 LCD screen, the LCD1602 LCD display shows the XY axis and five areas.Press the button to record the current digital quantity and set it as the base value, and determine the Y-axis coordinate according to the new test digital relative reference value, so as to realize the correct origin.At the top of the plane using three switch, a 47 Ω resistance and a diode control circuit, control three power leds.This completes the positioning.
2017大学生电子设计竞赛I题可见光室内定位装置
2017 年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
（1）8 月 9 日 8:00 竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高 职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生
身份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制 3 人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设
计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违 纪参赛队取消评审资格。 （6）8 月 12 日 20:00 竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
可见光室内定位装置（I 题）
【本科组】
一、任务
设计并制作可见光室内定位装置，其构成示意图如图 1 所示。参赛者自 行搭建不小于 80cm×80cm×80cm 的立方空间（包含顶部、底部和 3 个侧面）。 顶部平面放置 3 个白光 LED，其位置和角度自行设置，由 LED 控制电路进 行控制和驱动；底部平面绘制纵横坐标线（间隔 5cm），并分为 A、B、C、 D、E 五个区域，如图 2 所示。要求在 3 个 LED 正常照明（无明显闪烁）的 情况下，测量电路根据传感器检测的信号判定传感器的位置。
LED 控制电路 LED1 LED2 LED3
y(cm)
40
B
20
A
-40
- 20
0
E
C
20
40 x(cm)
- 20
D
传感器
测量电路
LCD
可见光通信
可见光通信技术前景广阔的通信新领域
目录 前言 (2) 可见光通信技术介绍 (2) 可见光通信技术的特点 (3) 光通信的发展历程 (4) 可见光通信技术的发展 (5) 应用邻域 (7) LED灯=高速网络连接 (7) 未来飞机上也能打电话 (8) “光通讯”将挺进传统通讯禁区 (8) “光通讯”运用于日常生活中 (9) 参考文献 (10)
前言 在通信技术发达的现在，网络信号的传输速度与方式已经有了大幅度的提高与改进。但在多年的应用检验下，这些网络信号传输方式仍旧存在一些众所周知的不足。以现如今流行的Wi-Fi举例：它存在地区限制，在同一时间容纳的用户数量的限制，稳定性与抗干扰能力也有待提高。 但是你可曾想过有这么一天，有灯光的地方，就有网络信号。点一盏LED灯，就能上网。只要一盏1W的LED灯珠，就能够“一拖四”，使灯光下的4台电脑同时上网，平均上网速率达到150M，这样的方便快捷到秒杀Wi-Fi的新技术你向往吗？ 而这种技术便是被称为Li-fi的可见光通信技术。 可见光通信技术介绍 可见光通信技术(Visible Light Communication，VLC)是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式。它能够同时实现照明与通信的功能，具有传输数据率高，保密性强，无电磁干扰，无需频谱认证等优点，是理想的室内高速无线接入方案，在全球已经成为了研究的热点。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。 可见光通信技术的特点 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。 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。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。
室内可见光定位装置
室内可见光定位装置
2017全国大学生电子设计竞赛 设计报告 可见光室内定位装置(I题) 菏泽学院 蒋震机电工程学院 编号： 队员： 二〇一七年八月十日
摘要 本系统由 STC89C52RC最小系统板为核心，光敏传感器根据光照强度分别检测XY轴坐标，PCF8591A/D转换器将传感器检测的光照转化为数字量，通过电路传递到 LCD1602液晶显示屏，在LCD1602液 晶显示屏显示XY轴及五个区域。按键按下将当前的数字量记录下来并设为基准值，根据新检测的数字量相对基准值判断Y轴坐标，从而实现校正原点。顶部平面采用三个开关，一个47Ω的电阻和一个二 极管组成控制电路，控制三个大功率发光二极管。由此完成定位。 关键词： STC89C52RC最小系统板光敏传感器 PCF8591A/D转换器LCD1602液晶显示屏 Abstract: This system by STC89C52RC minimum system board as the core, the photosensitive sensor based on light intensity detection XY coordinates, respectively PCF8591A a/D converter sensor detection of light can be converted to digital quantity, through the circuit to the LCD1602 LCD screen, the LCD1602 LCD display shows the XY axis and five areas.Press the button to record the current digital quantity and set it as the base value, and determine the Y-axis coordinate according to the new test digital relative reference value, so as to realize the correct origin.At the top of the plane using three switch, a 47 Ω resistance and a diode control circuit, control three power leds.This completes the positioning.
可见光通信技术的发展趋势
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/047925279.html, 可见光通信技术的发展趋势 作者：魏访 来源：《电子技术与软件工程》2017年第19期 摘要依托LED光源的快速调制特征，可达成集照明、通信于一体的可见光通信。文章通过阐述可见光通信技术，分析可见光通信关键技术，对可见光通信技术应用前景展开探讨，旨在为如何促进可见光通信技术有序健康发展研究适用提供一些思路。 【关键词】可见光通信技术发展应用前景 依托LED光源的快速调制特征，可达成集照明、通信于一体的可见光通信。可见光通信关键技术是基于对三维融合的达成，将芯片模块加在LED灯电路中，进而实现无线路由器、通信基站以及GPS等功能。相较于传统技术，可见光通信技术凭借其可利用频带宽、安全性高，无电磁干扰，无需频段许可授权等优势，为新型多媒体通信发展提供了可靠保障。由此可见，对可见光通信技术的发展趋势开展研究，有着十分重要的现实意义。 1 可见光通信技术概述 可见光通信技术是借助LED发出高速明暗闪烁信息以实现信息传递，LED每秒闪烁速可达数百万次。可见光通信技术是移动系统的一种补充接入方式，有着极为丰富的频率资源，可为用户提供丰富的无线频谱，实现在电磁信号敏感或电磁受限前提下的便捷使用。可见光通信系统，如图1所示，以LED照明设备对无线局域网基站进行取代，无需再装置任何其他基础设施。仅需在LED照明范围内，便可达成不间断高速数据传输，速率在每秒数十兆到数百兆之间，其光谱宽可达到无线电频谱宽的万倍以上。除此之外，可见光通信系统有着十分可靠的安全性，仅需拉上遮光帘，便可防止出现信息泄漏情况。 2 可见光通信关键技术相关研究 2.1 发光二极管个数 可见光通信系统中，技术人员往往将发光二极管装置于房间阳光最大辐射角处，以尽可能对房间各个角度进行覆盖。然而受行人遮挡影响，光源接收机表面极易产生阴影，进而对可见光通信成效造成不利影响，为了防止引发该种情况，技术人员应当尽可能降低阴影的影响。对于房建照明而言，照明灯越多，则房间亮度越高，照明效果越显著，同时光源接收功率也越大。阴影影响得到消除，然而可见光通信系统性能依旧未得到显著改善，这是因为受光源存在一定差异影响，形成的光路径便会不同，并且不同光路径还会产生各种程度的码间干扰。由此表明，伴随发光二极管灯数量的增多，码间干扰水平会不断升高。倘若系统码率为 1000Mbps，则可将发光二极管数量调节为约3个。 2.2 接收机选择技术
基于LED可见光的室内定位系统研究与实现
基于LED可见光的室内定位系统研究与实现 陈诗航，陆翔＊，林德亿，丁肖倩，韦曾冠，金渊高，万玲玉 【摘要】摘要近年来，室内可见光定位技术以其成本低廉、易于铺设、无电磁干扰、适用面广等特点逐渐成为室内定位技术的热门选择。文章研究了一套基于LED可见光的3灯结构室内定位系统，通过软件滤波分离各灯信号分量、三边测量的方式进行室内定位，系统整体结构简单，同时为了提高定位精度，提出了分区域进行定位的方法。为了验证系统的性能，搭建了基于STM32控制的实验平台进行实验，实验结果表明，在600 mm*600 mm的区域内定位误差基本在30 mm以内，满足室内定位需求。 【期刊名称】应用物理 【年(卷),期】2019(009)003 【总页数】9 【关键词】关键词光定位，STM32，三角测量 文章引用：陈诗航, 陆翔, 林德亿, 丁肖倩, 韦曾冠, 金渊高, 万玲玉.基于LED可见光的室内定位系统研究与实现[J].应用物理, 2019, 9(3): 140-148. Received: Feb.27th, 2019; accepted: Mar.8th, 2019; published: Mar.15th, 2019 Copyright ? 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/047925279.html,/licenses/by/4.0/ 1.引言