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通过对国内外现有智能家居产品的综合分析,提出了一种基于LED照明可见光通信技术的新型智能家居控制系统。该系统将以太网通信技术、GSM通信技术和LED可见光通信技术有机结合,允许用户使用PC或GSM手机远程访问家中服务器,再利用LED照明灯具发送指令,控制家中电器设备的工作状态。整个系统包括以太网通信模块、GSM通信模块、可见光发射模块以及可见光接收模块4个部分。论文详细阐述了4个模块的硬件及软件设计。
以太网模块以RTL8019AS作为网络通信核心,以STC89C54RD+单片机作为主处理器实时处理网络数据;GSM模块采用“TC35 GSM控制器+单片机”结构;可见光发射模块采用OOK方式调制并发射可见光信号;可见光接收模块以光电二极管作为光电转换器件,使用运算放大器构建数据解调电路。
软件设计中,系统采用了精简TCP/IP协议栈,仅保留ARP、IP、ICMP和UDP四个基本协议。GSM模块使用AT指令控制TC35芯片,实现GSM通信协议。LED可见光通信电路使用码分多址(CDMA)方式区分不同受控终端。在实验室环境下,使用Windows命令提示符和sokit软件对以太网的4个协议分别进行了测试,使用手机和串口调试助手进行了GSM数据收发测试。
论文对整个系统进行了测试,对比分析了不同距离下可见光通信的通信质量。实验结果表明,系统达到了设计目的。