基于LED可见光通信的音频传输系统设计

摘要

可见光作为通信链路的信息载体,以绿色低碳的通信方式实现信息数据的交互。为了更好地开展可见光在通信系统的应用研究,从信号接入层、调制解调层、LED接口层以及应用处理层等软硬件方面设计基于低功耗微控制器的音频传输系统,利用白光LED作为灯源实现音频信号通信传输。在系统中,音频信号在发送侧被采集后,经过微控制器ADC处理,得到数字信号,通过改进型达林顿管结构形成载波调制音频信号,进而驱动大功率LED,LED发出包含数据信息的调制光信号。接收侧使用以光敏二极管为主的光电检测电路对信号接收,经过运放LM393组成的比较器对波形整形,在MCU串口处被接收解析,得到解调信号,最终通过运算放大器NS4890组成的功率放大电路驱动扬声器。实验输入两种信号进行测试,一种是发生器产生的正弦信号,另一种是手机播放的MP3音频信号,通过示波器的观察,可以在通道查看实时发送以及接收的波形,接收波形与发送波形的形状一致,实现了音频信号的无失真有效传输。系统硬件集成度高、体积小、功耗低,为音频传输提供一种新的实现方案,不断拓展可见光通信的应用领域。