基于白光LED可见光通信的音频传输系统设计与实现

南宁学院 吕德深

白光LED可见光通信是一种应用前景广且绿色环保的无线通信技术。文中结合白光LED特性，利用白光LED作为信号传输媒介根据可见光通信原理设计了一个音频传输系统。系统发射端通过对音频数据解码得到PCM数据，并将PCM数据经调制技术转换为PWM信号，得到的PWM信号直接加载到LED灯上，在光接收端接收到的PWM信号通过功放直接还原出音频，实现音频信号的传输。

1 引言

白光LED具有灵敏度高、调制特性好，且能快速亮灭的发光特性（王世举,郜超军,戚丽丽,侯晓强.基于白光LED的可见光通信系统[J].激光杂志,2016,37(09):69-71），使得其在可见光通信得到了广泛的应用。白光LED不仅可以用作照明，还可以用于数据的无线通信。把数据信息经过调制技术加载到白光LED上，利用白光LED发出的人眼难辨认的高速、闪烁信号即能实现信息传送（陈泉润,张涛,郑伟波,李茹,崔钊.基于白光LED可见光通信的研究现状及应用前景[J].半导体光电,2016,37(04):455-460+476）。本文利用白光LED作为传输媒介，将音频信号调制到LED照明上实现数据传送，然后利用光检测器将接收的光信号转换成电压信号，进而对电信号进行处理和放大，把信号还原成原来的音频信号。音频信号传输过程不依赖光纤等有线传输介质，通信成本低，无辐射，绿色环保。

图1 本文系统总体设计原理框图

2 系统总体方案设计

本系统主要由四部分联合构成，包括上位PC机、Zigbee信号中继主节点、基于PWM光调制与发射的LED照明节点、可见光接收与音频回放模块，系统原理框图如图1所示。……