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对于光照度照明LED在城市交通导向系统运用

收藏本文 2024-03-04 点赞:6838 浏览:22538 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着经济的快速进展,节能、环保、高效的LED路灯已经在国内外大量利用。LED是半导体发光器件,具有调制线性好、调制速度快、发射功率大等优点,可以作为可见光无线通信光源。由此,探讨将LED的照明和通信功能相结合,建立基于LED路灯的城市交通导向系统,实现广播式语音道路导向,为车辆或行人提供道路交通信息,减少目前城市交通事故和严重阻塞等不足,为人们出行提供安全保障,对实现城市的智能化交通管理具有重要的探讨作用。文章主要探讨LED在照明基础上实现调制的策略,构建白光LED语音交通导向系统,解决城市道路照明环境下语音导向信息传输的可靠性,探讨内容有以下三个方面:(1)论述探讨,以LED光源特性及其驱动电路、无线光通信系统、道路照明、语音合成技术等方面对该系统进行详细浅析。采取分集技术来减弱系统信道中信号衰落、多径和阴影效应等对系统性能的影响,且在满足道路照明标准的情况下,根据具体的道路进行合理的导向信息设计;(2)系统软硬件设计,主要包括系统发射端和接收端的硬件设计,导向信息采取的是SYN6288合成的语音信息。发射端主要采取TL494 PWM脉冲驱动和DD311恒流驱动电路,驱动LED发光和通信,接收端利用16个PIN阵列等增益接收信号,AGC制约电路保证输出信号稳定;(3)实验性能测试,利用设计的硬件系统平台,根据仿真的LED路灯辐射角和探测器接收角等参数和照明标准,采取单管接收系统和等增益阵列接收系统分别进行测试。实验测试结果表明:两套接收系统都可以完成200m的通信设计范围,但等增益阵列接收能够扩大接收角,提升系统灵敏度;AGC电路和限幅电路能够提升系统的动态范围,保证语音导向信息稳定输出。实验测试和论述浅析共同验证了采取LED路灯实现可见光无线通信,运用于室外道路交通导向系统中,具有可行性和安全性。该导向系统为城市的智能交通系统提供技术支持,具有实用价值。关键词:LED路灯论文脉冲宽度调制论文光照度论文可见光通信论文语音导向论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    第一章 绪论8-14

    1.1 探讨背景8-9

    1.2 国内外技术近况9-12

    1.2.1 照明LED 的无线光通信国内外技术近况9-11

    1.2.2 城市交通导向系统的国内外技术运用近况11-12

    1.3 论文的选题作用及革新点12

    1.4 论文结构12-14

    第二章 LED 的照明特性14-22

    2.1 LED 发光原理14-19

    2.1.1 LED 的发光机理14-15

    2.1.2 LED 的伏安特性15-17

    2.1.3 LED 的调制特性17-19

    2.2 LED 光源的优点19-21

    2.3 本章小结21-22

    第三章 照明LED 的城市语音交通导向系统22-43

    3.1 可见光无线通信22-25

    3.1.1 室内可见光无线通信系统22-23

    3.1.2 室外可见光无线通信系统23

    3.1.3 LED 路灯的城市语音交通导向系统23-25

    3.2 发射系统25-33

    3.2.1 升压式和降压式开关电源25-28

    3.2.2 开关电源的制约方式28-29

    3.2.3 开关电源的反馈方式29-31

    3.2.4 驱动电路需解决的不足31-33

    3.3 传输信道33-35

    3.3.1 瑞利散射33-34

    3.3.2 多径效应34-35

    3.4 分集技术35-38

    3.5 接收系统38-42

    3.5.1 光接收机的灵敏度和动态范围38-39

    3.5.2 PIN 探测器及前置放大器39-41

    3.5.3 自动增益制约技术41-42

    3.6 本章小结42-43

    第四章 城市道路交通与照明概述43-47

    4.1 城市道路分类43-44

    4.2 道路照明44-46

    4.3 导向信息46

    4.4 本章小结46-47

    第五章 LED 城市交通导向系统硬件设计47-58

    5.1 发射系统的硬件设计47-55

    5.1.1 语音合成信号48-52

    5.1.2 PWM 脉冲驱动电路52-53

    5.1.3 恒流驱动电路53-55

    5.2 接收系统的硬件设计55-57

    5.2.1 探测器及前置放大电路55-56

    5.2.2 解调电路56

    5.2.3 AGC 自动增益制约电路56-57

    5.3 本章小结57-58

    第六章 系统仿真及实验测试58-66

    6.1 光源辐射角和接收角仿真58-60

    6.1.1 LED 路灯的辐射角58-59

    6.1.2 接收机的接收角59

    6.1.3 通信系统的阴影浅析59-60

    6.2 光照度与接收灵敏度测试60-65

    6.2.1 阵列接收系统测试60-61

    6.2.2 单管接收的系统测试61-65

    6.3 本章小结65-66

    第七章 结论与展望66-67

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