基于可见光通讯技术的Ra-Fi产品设计

1、    基于可见光通讯技术的ra-fi产品设计    唐世民颜廷坚李盛源张明路吴贵芳王晓红摘 要：主要介绍由stc89c52rc单片机为基础部件设计形成的基于可见光通讯技术的ra-fi产品设计方案，本文将围绕系统的总体结构设计、系统各模块技术设计为中心来阐述，从而使信号发射源变为可见光源，并将有特制微芯片的led灯控制安装在装置中，通过其亮、灭，发出肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息，并在终端输出。该技术具有建设便利、光源易得能耗低并且安全的优势，可以更大程度上满足人类发展的需求，ra-fi产品设计将会为网络时代开启一场新革命。关键词：单片机;ra-

2、fi;可见光通讯技术;信息传输;模块设计1 概述近年来，随着现代科技的发展，人们已经大体脱离以往运用飞鸽书信的通讯方式。4g通讯的飞速发展和5g通讯的崭露头角更大的方便了人们的生活方式，与此同时也出现了诸多问题影响其使用。首先对于我国来说，现代通讯的普遍使用是基于大约500万个信号塔建设完工，成本比较高，而且信号塔发射的电波对人们的健康造成一定影响，但是在没有网络覆盖的地域，又无法进行通讯;其次，网速也是现代通讯的一大痛点;再者，由于电磁波可以穿透物体有被截取信息的可能性，使用者对于信息的安全存在质疑。本文将设计研发出一种基于可见光通讯技术的ra-fi产品来解决以上问题。2 系统总体结构设计r

3、a-fi产品的设计采用模块化设计思想，以stc89c52rc单片机为控制器，与光电检测器相连，还与可见光通信路由器相连接。利用光电接收器对可见光进行采集，把这些采集到的光信号通过光电检测器转换成电信号，再将电信号送给stc89c52rc单片机，并将电信号由单片机送到与此相连的可见光通讯路由器进行简单处理，使其调制为光信号，通过白光led发射，在终端可见光适配器上解调出信息并实现无线通迅。系统的模块图如下图所示。3 系统各模块技术设计3.1 光源接收模块该模块采用光电接收器进行对光的接收和处理，并将其转化为光信号。本模块在少光或者微光的前提下，与波分复用器配合使用，采用光电接收器与波分复用器配合

4、使用具有的优势在于其可以很好的提高光缆的使用率，在一定程度上降低成本造价。并且可以相对简化网络结构，使网络连接变得更加稳定，避免用户在使用时出现连接不稳定、掉网的状况。因为光是沿直线传播的，处于直线外部截取不了信息，所以在信息的安全性上也有了一定保障。3.2 光源检测模块采用光电检测器引脚与接收器相连，以此来接收光信号，再由检测器内部外加反向偏压的pn结的作用下将光信号转变成电信号。光电检测器的选取：pin光电探测器。3.3 电路模块采用前置放大电路作为对光信号的处理电路，对光信号进行放大，最后再还原成原来的信号。选择接近理想运算放大器的芯片：ad8571集成运算放大器。将芯片装入检测器中，对

5、光信号转化为的电信号进行放大恢复等处理。3.4 控制（中枢）模块采用stc89c52rc单片机为控制器。该系统采用单片机构成具有判断、运算、控制和计数的装置，单片机在系统中主要起到一个承上启下的过渡作用。stc89c52rc单片机可以很好的实现对系统的控制和管理要求。3.5 调制模块该系统采用可见光通讯路由器来起到对处理之后的电信号的调制作用。在路由器中，通过可见光编码技术对光进行编码成为有信息的光信号，随后进行调制，便将光信号发送出去。调制的方法也有许多，这里简单介绍两种调制方式。第一种，使用开关进行调制控制，可以使用ban10m-tfr光电感应开关，实现有光自动进行调制，简单来说即收到光信

6、号为1，若无光信号则为0。第二种方式是正交频分复用的方式，即ofdm，这种方式相比较其他类型方式的光带频率要高一些，抗干扰能力也比较强，是一种理想的调制方式。3.6 解调模块解调模块则是在终端上对收到的光信号进行接收、解调，即反向的调制、编码，形成手机、电脑等终端设备可以识别的段码、信号，然后进行使用。解调的方式如同上文所提到的调制模块所提到的方式相同，也可以使用开关进行反向调制，或使用ofdm进行解调。之后，终端设备即可識别使用。4 结语本文设计的基于可见光通讯技术的ra-fi产品可以实现对可见光的充分利用，同时也能很好的改善现代通讯的一些弊端。产品技术成熟后，可以应用到生活中的方方面面，例

7、如：海底探测、多人场所、医院交通等。以stc89c52rc单片机为核心控制器，以光电接收、检测处理和电信号的调制为核心技术设计出的该产品，具有建设便利、光源易得、传输速度快、绿色健康、信息安全等优势，其价值显而易见。利用可见光通讯技术设计的ri-fi产品将会广泛应用到广大人民群众中，它的出现将会为网络时代开启一场新革命。参考文献：1迟楠，黄星星，王一光，等.基于先进调制的高速可见光通信技术j.中兴通讯技术，2014，（6）：16-20.2徐正元.中国发展可见光通信技术与产业的思考j.中兴通讯技术，2015，（1）：52-54.3华南理工大学.一种用于动态可见光通信的动态检测系统：中国，cn201820308922.2p.2018-09-28.4黄玺如，莫楠，姜