研究目的
展示一种利用滚动快门智能手机摄像头实现光到相机通信的可见光接收器,解决实际问题并评估LED颜色和角度等因素以提升系统性能。
研究成果
LTC原型成功展示了利用智能手机摄像头进行可见光通信,评估表明白光LED表现最佳,且高达90度的角度也切实可行。它为二维码提供了一种低成本替代方案,但要实现更广泛应用,还需在数据传输速率和错误处理方面加以改进。
研究不足
该系统因智能手机摄像头帧率较低而导致数据传输速率低下,缺乏纠错编码会造成数据包丢失和延迟,且需要手动配置摄像头参数。它对噪声敏感,并受限于LED的功率和颜色。
1:实验设计与方法选择:
系统采用Arduino Genuino发射机进行OOK调制,接收端使用搭载CMOS图像传感器的安卓应用,利用卷帘快门效应解码光信号。
2:样本选择与数据来源:
以LED灯(如Cree CXA 2520)作为发射器,智能手机(如Nexus 6、Blackberry PRIV)作为接收器,数据为通过光信号传输的ID信息。
3:Blackberry PRIV)作为接收器,数据为通过光信号传输的ID信息。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:Arduino Genuino开发板、大电流LED(Cree CXA 2520)、功率MOSFET(STF5N52K3)、栅极驱动器(MAX4427)、带摄像头的智能手机、用于图像处理的OpenCV库。
4:0)、功率MOSFET(STF5N52K3)、栅极驱动器(MAX4427)、带摄像头的智能手机、用于图像处理的OpenCV库。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:发射端将ID调制至特定频率(如前导码2000Hz),通过LED发送;接收端捕获帧图像,经灰度转换、边缘检测等处理后估算条带宽度,解码频率提取ID,并通过Wi-Fi显示推广图像。
5:数据分析方法:
采用像素计数法估算条带宽度,YIN算法计算频率;统计评估不同LED颜色及角度下的成功数据包接收率。
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获取完整内容-
LED
CXA 2520
Cree
High-current multi-chip LED used in the transmitter front-end to emit light signals for communication.
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Power MOSFET
STF5N52K3
ST
Switches the LEDs with fast rise time to enable high-frequency blinking for signal transmission.
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Arduino Genuino board
Uno
Arduino
Used as a control board to modulate and transmit ID messages via LEDs using OOK modulation.
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Gate Driver
MAX4427
Maxim Integrated
Boosts voltage and provides charge current to the MOSFET for efficient switching of LEDs.
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Smartphone
Nexus 6
Google
Used as the receiver with its CMOS image sensor to capture light signals and run the decoding application.
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Smartphone
PRIV
Blackberry
Alternative receiver with manually configurable camera parameters for capturing images in low-light conditions.
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OpenCV Library
OpenCV
Used in the Android application for image processing tasks such as grayscale conversion, edge detection, and contour finding.
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