室内可见光通信技术的研究

符承军

摘 要：在近几年来，随着社会信息时代的发展，可见光通信技术作为一种新型的信息技术，也取得了显著的成果。这种新型的技术是利用电磁技术，结合网络信息化特点发展而来。目前人们逐渐增加对这项技术进行研究和使用，也说明这种技术得到了更多人的认可。由于这项技术属于正在发展和研发的项目之一，其中的技术研究也逐渐显出能源的优势。近年来科研人员将工作重心投入到技术的创新和改革方面，室内可见光通信技术的发展水平也取得了很大的提高，文章主要对室内可见光通信技术的国内外发展现状和室内可见光通信技术研究进行了简要分析。

关键词：室内可见光；通信技术；研究分析

中图分类号：TN929.1 文献标志码：A 文章编号：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

室内可见光通信技术，各国的发展水平存在很大的差异，尤其是在发展中国家和发达国家之间的差异，我国的经济发展水平在最近几年取得了飞速的发展，这使得各项技术得到了革新也越趋成熟，室内装修行业和灯光设计企业也引进了这项技术，并在原有基础上进行了改良和创新。根据住户对传统灯光的视觉和舒适度调查发现，大部分的用户存有不满心理，尤其是在灯光的舒适度和照明范围方面，为了提高民众的满意度和灯光推广度，我们需要结合我国的室内灯光的现状进行分析和研究，以便研究出更符合人们生活舒适度的照明。

1 室内可见光通信技术现状

（1）室内可见光通信研究目的。为了进一步提高室内可见光的的照明范围、减少传统灯光泄露、减少光的刺激性和节约资源，我们需要在传统灯光的基础上进行改革创新，通过提高室内可见光通信技术的研究，从而减少实际生活中不必要的灯光资源浪费，更多的利用高速绿色输电通信。室内可见光通信技术旨在通过对灯线的改造，通过LED灯管进行信息的传递，目前鉴于半导体的飞速研究，人们研究出半导体照明，这种类型的照明方式正逐步取代传统照明，而在全球范围内白炽灯、荧光灯这些传统的照明设计将被LED灯代替。白光LED更具有优越性，它可以降低耗电量、延长使用年限、绿色节能环保等优点，这种新型的灯光类型已经大范围的取代了傳统照明工具，我国的可见光通信技术的发展比较晚，没有得到足够的重视，相反在发达国家，例如日本、欧美国家对它很重视。这不仅可以减少电力资源的耗费，同时可以提高企业的经济效益。室内可见光通信技术工程的突破性研究带动了相关产业的发展，同时极大地提高了经济产业的发展，吸取国外的经验、融合自身国家的技术特色进行改造，这为赶上其他高技术强国和提高可见光通信技术的发展提供了基础，从而促进我国资源的利用率和可持续发展。（2）可见光通信技术在家居行业的应用情况。可见光通信技术在国际上的发展水平处于成熟的阶段，在2017年，国际物联网贸易应用促进会与深圳物联传媒主办的苏州国际室内无线实时定位技术，这项技术的研究和应用价值在这次会议中得到了肯定。通过对可见光通信的分析研究表明这项技术可以取代传统的照明工具，尤其是在无线定位领域取得了重大的突破，在这次会议中各个国家的一线企业汇聚在一起讨论，共同讨论室内位置服务的广泛市场。同时针对传统灯光照明的缺点进行分析和讨论，并对目前各种定位技术现状进行了系统的分析，根据可见光通信的技术特点预测在未来的市场中将会有更为广泛的应用市场和发展前景。由于室内可见光通信技术主要是研究信号传输功能，在以前通信技术的发展水平不够成熟，而且无法避免信息传递中出现衰减卫星定位，这导致室内可见光在室内应用极为困难，但是随着辅助卫星定位的出现，我们逐渐在西方很多国家发现某些木质的房屋或者在国内部分位置靠近窗的地方，我们可以进行辅助卫星定位。但是由于这项技术的发展水平仍旧处于发展阶段，如何大范围的利用这项技术，并进行室内广泛定位仍旧处于研究的范畴，我们仍没有办法通过辅助卫星进行准确的定位。另外，由于传统的照明工具无法达到全方位的照明，虽然部分用户选择大功率的灯管进行照明，但是鉴于大部分的用户都属于中阶层工作人员，完全覆盖室内的照明工具价格昂贵，大部分用户无法承担。同时这样的照明工具耗电量大，资源浪费多，与我国提倡的可持续发展和节约资源理念不相符合。（3）室内可见光通信的设计原理。室内可见光通信的的基本原理其实属于比较简单，主要是通过利用灯光的明亮程度不同，使得照明范围出现一定的差异，其中主要是用明暗两种符号来代替，“明”与“暗”分别用数字信号“0”与“1”表示。由于这种通信技术主要是通过电子设备进行信息的收集和发射，主要是将需要发送的广播、图片、音乐等信息进行适当的调整，通过进一步的处理添加到LED灯光上，LED灯光通过自身高频闪烁的原理进一步收集传递而来的信号。LED灯将这种信息转化为可见光的过程叫做室内可见光的通信。在目前，大部分的用户所使用和了解的LED灯光在传统的光源上进行了进一步的改造。在对传统的光源进行了解的过程中，我们会发现原来的光源效果主要存在灯光暗淡、响应速度慢、功率大、耗电量大等特点，这不符合我国现在对资源的利用模式，甚至可以说这种类型的灯光无法在未来进行更为深入的探讨和研究。为了提高灯光的使用效率和融入现代化的通信特点，我们需要结合照明工具的自身特点和信息通信技术，为研究和发展室内可见光的无线通信做铺垫。另外一方面，由于在进行信号的接收时，我们通常需要进行光电探测元件的测试，选择合适的元件进行光电的接受，并进一步进行信号的调节处理，从而将最开始的图像和音频信息再次还原，这样即可实现室内可见光通信的信号的转换和资源的循环利用。

2 室内可见光通信技术研究

（1）室内可见光组成部件研究。室内可见光通信技术主要是通过实现信号的转换和循环利用的过程，将图像、影像、音频等信号进行进一步的调制处理，主要的组成元件为LED灯光、电缆和信息接受端。因为这项技术的开发利用，在LED中只需要安装一个微型芯片就可以完成这项工作，这样可以实现可见光通信技术的高效化和特色化利用，当然在芯片内部主要是通过荧光灯或者发光二极管等灯光的快速闪烁的信号进行信息的传输。这种信息是我们单纯肉眼所无法捕捉到的信号，然后将高速因特网线路与照明灯的信号连接装置相联系，这样我们像一般的白炽灯一样进行操作即可，当然这种装置依旧需要和相应的电源插头相连才可使用。通过采用这种新型LED灯光的模式，我们可以实现整个系统对室内各个地方的全覆盖，从而达到扩大传统灯光照明范围的问题，另外这种感应装置可以通过对外界信号进行捕捉，因此电脑不需要用电线进行连接，这在目前的室内灯光研究中具有很大的研究价值，具有很大的开发前景。由于对普通的LED灯泡装上微芯片，这样芯片上由多个微小的电板组合而成，通过控制它的闪烁时间可以实现信号的快速捕捉。因此我们需要选择对光敏感的感应器，使得电脑可以感应这些信号，这样的一套整体的信号接受和转换装置可以使得室内可见光通信技术得以有效的利用，这种光控的设置使得网络信号在有光照的调节下都可以使用，这样的模式更适合未来人们对资源单位需求和社会理念，从而实现可见光通讯安全经济的环保理念。（2）可见光通信技术的系统运行。室内可见光通信技术的发展紧跟着可见光信息技术的发展而加以利用，在这样一个室内环境中我们经常选择将发光二极管装置在较为宽敞的天花板上，这种多个二极管组成的系统将会形成一个庞大的信号接受和处理系统，通过对外界环境中的光源信息进行感应，将这种信号传递到LED灯管中，当然不同的用户根据对室内的照明程度的要求不同和房屋设计模式不同，这就使得我们需要的LED灯光数量不同，因此整体的二极管和LED灯光的表面积存在很大的不同。为了使房间获取让人满意的通信效果，我们需要尽可能的选择安置多个发光二极管，由于可见光通信系统的技术要求高，我们需要进行室内其他装置的安排和修饰，由于室内的适度和整体光彩情况都会影响整体的光照效果和信息的接受能力，为了更好的采光和利用可见光通信技术，我们尽可能选择颜色浅显的颜料进行装修，而且需要保持房间很好的通光，这样可以保证可见光通信信号更好的转化和利用。（3）加强对可见光通信技术的推广和开发。由于可见光通信技术目前的研究范围广，而且在各个领域都有着不同程度的应用，室内可见光通信技术的应用是最为广泛的领域，半导体和二极管的深入研究是这项技术如此成功的重要原因。在当今时代人们对通信技术的研究分析越来越成熟，各个领域的应用程度也越来越高，为了进一步寻求更加高效和经济的产业，我们需要提高自身技术的成熟程度，特别是在新技术的创新方面。在家具行业，人们对家居舒适度要求更高，为了使得更多的客户满意和实现更大的经济效益，加强对可见光通信技术的研究和推广需要我们付出更大的努力和资金，所以为了得到通信技术的革新，在可见光通信技术研究领域，研究者应该保证在资金充足的条件下进行精确的实验和研发，为了提高其工作效率，在进行每个二极管的研究时需要严格按照精确标准进行设计，然后再进行后期的修改和验收。可见光通信技术的研发和推广是目前该领域发展的核心点，也是室内装修研究的重中之重。

3 结束语

总体来讲，室内可见光通信技术主要是将照明和通信结合起来，运用最新的通信研究成果改善室内灯光照明范围，同时为了更好地利用资源和实现可持续发展，我们的相关研究工作人员和部门需要更加全面的进行研究探讨，吸取前人的经验和技术的创新，进而进行可见光通信技术原理的全面系统的分析，从而更加清楚的认识可见光通信的技术要点，加强可见光通信技术的技术含量，从而实现进可见光通信技术的健康快速的发展，为未来室内可见光通信设计以及其它设备的创新改造奠定基础的技术知识要点。

参考文献：

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[2]唐嬋娟.基于副载波复用的多输入多输出正交频分复用LED可见光通信系统[J].中国激光，2012，23（09）：121-123.