室內(nèi)可見光通信技術(shù)的研究

符承軍

摘 要：在近幾年來，隨著社會信息時(shí)代的發(fā)展，可見光通信技術(shù)作為一種新型的信息技術(shù)，也取得了顯著的成果。這種新型的技術(shù)是利用電磁技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息化特點(diǎn)發(fā)展而來。目前人們逐漸增加對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究和使用，也說明這種技術(shù)得到了更多人的認(rèn)可。由于這項(xiàng)技術(shù)屬于正在發(fā)展和研發(fā)的項(xiàng)目之一，其中的技術(shù)研究也逐漸顯出能源的優(yōu)勢。近年來科研人員將工作重心投入到技術(shù)的創(chuàng)新和改革方面，室內(nèi)可見光通信技術(shù)的發(fā)展水平也取得了很大的提高，文章主要對室內(nèi)可見光通信技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和室內(nèi)可見光通信技術(shù)研究進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)可見光；通信技術(shù)；研究分析

中圖分類號：TN929.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0142-02

Abstract： In recent years， with the development of the social information age， visible light communication technology， as a new information technology， has also achieved remarkable results. This new technology is developed by the use of electromagnetic technology， and comes from the combination with the characteristics of network information. At present， people are gradually increasing the research and use of this technology， which also shows that the technology has been recognized by more people. As this technology is one of the projects under development and development， technological research in it is also gradually showing the advantages of energy. In recent years， researchers have devoted their efforts to technological innovation and reform， and the level of development of indoor visible light communication technology has also been greatly improved. This paper mainly analyzes the development of indoor visible light communication technology at home and abroad and the research of indoor visible light communication technology.

Keywords： indoor visible light； communication technology； research and analysis

前言

室內(nèi)可見光通信技術(shù)，各國的發(fā)展水平存在很大的差異，尤其是在發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家之間的差異，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在最近幾年取得了飛速的發(fā)展，這使得各項(xiàng)技術(shù)得到了革新也越趨成熟，室內(nèi)裝修行業(yè)和燈光設(shè)計(jì)企業(yè)也引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良和創(chuàng)新。根據(jù)住戶對傳統(tǒng)燈光的視覺和舒適度調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分的用戶存有不滿心理，尤其是在燈光的舒適度和照明范圍方面，為了提高民眾的滿意度和燈光推廣度，我們需要結(jié)合我國的室內(nèi)燈光的現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究，以便研究出更符合人們生活舒適度的照明。

1 室內(nèi)可見光通信技術(shù)現(xiàn)狀

（1）室內(nèi)可見光通信研究目的。為了進(jìn)一步提高室內(nèi)可見光的的照明范圍、減少傳統(tǒng)燈光泄露、減少光的刺激性和節(jié)約資源，我們需要在傳統(tǒng)燈光的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革創(chuàng)新，通過提高室內(nèi)可見光通信技術(shù)的研究，從而減少實(shí)際生活中不必要的燈光資源浪費(fèi)，更多的利用高速綠色輸電通信。室內(nèi)可見光通信技術(shù)旨在通過對燈線的改造，通過LED燈管進(jìn)行信息的傳遞，目前鑒于半導(dǎo)體的飛速研究，人們研究出半導(dǎo)體照明，這種類型的照明方式正逐步取代傳統(tǒng)照明，而在全球范圍內(nèi)白熾燈、熒光燈這些傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)將被LED燈代替。白光LED更具有優(yōu)越性，它可以降低耗電量、延長使用年限、綠色節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，這種新型的燈光類型已經(jīng)大范圍的取代了傳統(tǒng)照明工具，我國的可見光通信技術(shù)的發(fā)展比較晚，沒有得到足夠的重視，相反在發(fā)達(dá)國家，例如日本、歐美國家對它很重視。這不僅可以減少電力資源的耗費(fèi)，同時(shí)可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。室內(nèi)可見光通信技術(shù)工程的突破性研究帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)極大地提高了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，吸取國外的經(jīng)驗(yàn)、融合自身國家的技術(shù)特色進(jìn)行改造，這為趕上其他高技術(shù)強(qiáng)國和提高可見光通信技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，從而促進(jìn)我國資源的利用率和可持續(xù)發(fā)展。（2）可見光通信技術(shù)在家居行業(yè)的應(yīng)用情況。可見光通信技術(shù)在國際上的發(fā)展水平處于成熟的階段，在2017年，國際物聯(lián)網(wǎng)貿(mào)易應(yīng)用促進(jìn)會與深圳物聯(lián)傳媒主辦的蘇州國際室內(nèi)無線實(shí)時(shí)定位技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用價(jià)值在這次會議中得到了肯定。通過對可見光通信的分析研究表明這項(xiàng)技術(shù)可以取代傳統(tǒng)的照明工具，尤其是在無線定位領(lǐng)域取得了重大的突破，在這次會議中各個(gè)國家的一線企業(yè)匯聚在一起討論，共同討論室內(nèi)位置服務(wù)的廣泛市場。同時(shí)針對傳統(tǒng)燈光照明的缺點(diǎn)進(jìn)行分析和討論，并對目前各種定位技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，根據(jù)可見光通信的技術(shù)特點(diǎn)預(yù)測在未來的市場中將會有更為廣泛的應(yīng)用市場和發(fā)展前景。由于室內(nèi)可見光通信技術(shù)主要是研究信號傳輸功能，在以前通信技術(shù)的發(fā)展水平不夠成熟，而且無法避免信息傳遞中出現(xiàn)衰減衛(wèi)星定位，這導(dǎo)致室內(nèi)可見光在室內(nèi)應(yīng)用極為困難，但是隨著輔助衛(wèi)星定位的出現(xiàn)，我們逐漸在西方很多國家發(fā)現(xiàn)某些木質(zhì)的房屋或者在國內(nèi)部分位置靠近窗的地方，我們可以進(jìn)行輔助衛(wèi)星定位。但是由于這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展水平仍舊處于發(fā)展階段，如何大范圍的利用這項(xiàng)技術(shù)，并進(jìn)行室內(nèi)廣泛定位仍舊處于研究的范疇，我們?nèi)詻]有辦法通過輔助衛(wèi)星進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。另外，由于傳統(tǒng)的照明工具無法達(dá)到全方位的照明，雖然部分用戶選擇大功率的燈管進(jìn)行照明，但是鑒于大部分的用戶都屬于中階層工作人員，完全覆蓋室內(nèi)的照明工具價(jià)格昂貴，大部分用戶無法承擔(dān)。同時(shí)這樣的照明工具耗電量大，資源浪費(fèi)多，與我國提倡的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約資源理念不相符合。（3）室內(nèi)可見光通信的設(shè)計(jì)原理。室內(nèi)可見光通信的的基本原理其實(shí)屬于比較簡單，主要是通過利用燈光的明亮程度不同，使得照明范圍出現(xiàn)一定的差異，其中主要是用明暗兩種符號來代替，“明”與“暗”分別用數(shù)字信號“0”與“1”表示。由于這種通信技術(shù)主要是通過電子設(shè)備進(jìn)行信息的收集和發(fā)射，主要是將需要發(fā)送的廣播、圖片、音樂等信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過進(jìn)一步的處理添加到LED燈光上，LED燈光通過自身高頻閃爍的原理進(jìn)一步收集傳遞而來的信號。LED燈將這種信息轉(zhuǎn)化為可見光的過程叫做室內(nèi)可見光的通信。在目前，大部分的用戶所使用和了解的LED燈光在傳統(tǒng)的光源上進(jìn)行了進(jìn)一步的改造。在對傳統(tǒng)的光源進(jìn)行了解的過程中，我們會發(fā)現(xiàn)原來的光源效果主要存在燈光暗淡、響應(yīng)速度慢、功率大、耗電量大等特點(diǎn)，這不符合我國現(xiàn)在對資源的利用模式，甚至可以說這種類型的燈光無法在未來進(jìn)行更為深入的探討和研究。為了提高燈光的使用效率和融入現(xiàn)代化的通信特點(diǎn)，我們需要結(jié)合照明工具的自身特點(diǎn)和信息通信技術(shù)，為研究和發(fā)展室內(nèi)可見光的無線通信做鋪墊。另外一方面，由于在進(jìn)行信號的接收時(shí)，我們通常需要進(jìn)行光電探測元件的測試，選擇合適的元件進(jìn)行光電的接受，并進(jìn)一步進(jìn)行信號的調(diào)節(jié)處理，從而將最開始的圖像和音頻信息再次還原，這樣即可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)可見光通信的信號的轉(zhuǎn)換和資源的循環(huán)利用。

2 室內(nèi)可見光通信技術(shù)研究

（1）室內(nèi)可見光組成部件研究。室內(nèi)可見光通信技術(shù)主要是通過實(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和循環(huán)利用的過程，將圖像、影像、音頻等信號進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)制處理，主要的組成元件為LED燈光、電纜和信息接受端。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)利用，在LED中只需要安裝一個(gè)微型芯片就可以完成這項(xiàng)工作，這樣可以實(shí)現(xiàn)可見光通信技術(shù)的高效化和特色化利用，當(dāng)然在芯片內(nèi)部主要是通過熒光燈或者發(fā)光二極管等燈光的快速閃爍的信號進(jìn)行信息的傳輸。這種信息是我們單純?nèi)庋鬯鶡o法捕捉到的信號，然后將高速因特網(wǎng)線路與照明燈的信號連接裝置相聯(lián)系，這樣我們像一般的白熾燈一樣進(jìn)行操作即可，當(dāng)然這種裝置依舊需要和相應(yīng)的電源插頭相連才可使用。通過采用這種新型LED燈光的模式，我們可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)對室內(nèi)各個(gè)地方的全覆蓋，從而達(dá)到擴(kuò)大傳統(tǒng)燈光照明范圍的問題，另外這種感應(yīng)裝置可以通過對外界信號進(jìn)行捕捉，因此電腦不需要用電線進(jìn)行連接，這在目前的室內(nèi)燈光研究中具有很大的研究價(jià)值，具有很大的開發(fā)前景。由于對普通的LED燈泡裝上微芯片，這樣芯片上由多個(gè)微小的電板組合而成，通過控制它的閃爍時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)信號的快速捕捉。因此我們需要選擇對光敏感的感應(yīng)器，使得電腦可以感應(yīng)這些信號，這樣的一套整體的信號接受和轉(zhuǎn)換裝置可以使得室內(nèi)可見光通信技術(shù)得以有效的利用，這種光控的設(shè)置使得網(wǎng)絡(luò)信號在有光照的調(diào)節(jié)下都可以使用，這樣的模式更適合未來人們對資源單位需求和社會理念，從而實(shí)現(xiàn)可見光通訊安全經(jīng)濟(jì)的環(huán)保理念。（2）可見光通信技術(shù)的系統(tǒng)運(yùn)行。室內(nèi)可見光通信技術(shù)的發(fā)展緊跟著可見光信息技術(shù)的發(fā)展而加以利用，在這樣一個(gè)室內(nèi)環(huán)境中我們經(jīng)常選擇將發(fā)光二極管裝置在較為寬敞的天花板上，這種多個(gè)二極管組成的系統(tǒng)將會形成一個(gè)龐大的信號接受和處理系統(tǒng)，通過對外界環(huán)境中的光源信息進(jìn)行感應(yīng)，將這種信號傳遞到LED燈管中，當(dāng)然不同的用戶根據(jù)對室內(nèi)的照明程度的要求不同和房屋設(shè)計(jì)模式不同，這就使得我們需要的LED燈光數(shù)量不同，因此整體的二極管和LED燈光的表面積存在很大的不同。為了使房間獲取讓人滿意的通信效果，我們需要盡可能的選擇安置多個(gè)發(fā)光二極管，由于可見光通信系統(tǒng)的技術(shù)要求高，我們需要進(jìn)行室內(nèi)其他裝置的安排和修飾，由于室內(nèi)的適度和整體光彩情況都會影響整體的光照效果和信息的接受能力，為了更好的采光和利用可見光通信技術(shù)，我們盡可能選擇顏色淺顯的顏料進(jìn)行裝修，而且需要保持房間很好的通光，這樣可以保證可見光通信信號更好的轉(zhuǎn)化和利用。（3）加強(qiáng)對可見光通信技術(shù)的推廣和開發(fā)。由于可見光通信技術(shù)目前的研究范圍廣，而且在各個(gè)領(lǐng)域都有著不同程度的應(yīng)用，室內(nèi)可見光通信技術(shù)的應(yīng)用是最為廣泛的領(lǐng)域，半導(dǎo)體和二極管的深入研究是這項(xiàng)技術(shù)如此成功的重要原因。在當(dāng)今時(shí)代人們對通信技術(shù)的研究分析越來越成熟，各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用程度也越來越高，為了進(jìn)一步尋求更加高效和經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)，我們需要提高自身技術(shù)的成熟程度，特別是在新技術(shù)的創(chuàng)新方面。在家具行業(yè)，人們對家居舒適度要求更高，為了使得更多的客戶滿意和實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益，加強(qiáng)對可見光通信技術(shù)的研究和推廣需要我們付出更大的努力和資金，所以為了得到通信技術(shù)的革新，在可見光通信技術(shù)研究領(lǐng)域，研究者應(yīng)該保證在資金充足的條件下進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)和研發(fā)，為了提高其工作效率，在進(jìn)行每個(gè)二極管的研究時(shí)需要嚴(yán)格按照精確標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行后期的修改和驗(yàn)收?？梢姽馔ㄐ偶夹g(shù)的研發(fā)和推廣是目前該領(lǐng)域發(fā)展的核心點(diǎn)，也是室內(nèi)裝修研究的重中之重。

3 結(jié)束語

總體來講，室內(nèi)可見光通信技術(shù)主要是將照明和通信結(jié)合起來，運(yùn)用最新的通信研究成果改善室內(nèi)燈光照明范圍，同時(shí)為了更好地利用資源和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我們的相關(guān)研究工作人員和部門需要更加全面的進(jìn)行研究探討，吸取前人的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)而進(jìn)行可見光通信技術(shù)原理的全面系統(tǒng)的分析，從而更加清楚的認(rèn)識可見光通信的技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)可見光通信技術(shù)的技術(shù)含量，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)可見光通信技術(shù)的健康快速的發(fā)展，為未來室內(nèi)可見光通信設(shè)計(jì)以及其它設(shè)備的創(chuàng)新改造奠定基礎(chǔ)的技術(shù)知識要點(diǎn)。

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