一种远距离激光通信系统的设计与实现

1、南阳理工学院毕业设计（论文）开题报告电子与电气工程学院电子科学与技术专业课题名称：一种远距离激光通信系统的设计与实现学生姓名：周利杰学 号： 098109006指导教师：胡冬梅报告日期：2013年1月16日本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述激光自1960年出现后，就得到了极快地发展并融进了生活、科研的领域。近几年， 激光通信一直是光通信领域的研究热点。激光通信有通信容量大，方向性好，保密性 强结构轻便，设备经济等优点得到了广泛的应用。激光通信系统通常需要大功率激 光辐射源如CO2激光器、He2Ne激光器等，通常用于军事领域和公共设施。红外技术是以红外线为载体，实现两点间的近距离保密通

2、信和信息收发。红外技术 有保密性强，无频道资源占用性，安全特性高，无有害辐射等优点拥有广泛的用 途。红外通信系统中的信号在传输过程中由于受视距影响，其传输距离短，通常需 要经过墙壁或天花板的反射，故此种连接方式通常用于室内通信，有一定的限制性。激光通信和红外通信结合在一起，克服了传统红外通信定向传输距离短的弱点，使 用了更为常见的红外波段的半导体激光器作为载波发生器，节约了成本，有助于军品 向民化的转化。本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析（1）任务要求：本次通讯系统的设计，旨在实现全无线模式下的红外激光通信，即通信模块之间， 通信模块与主机之间以无线方式连接，并提高通讯距

3、离。系统的功耗要控制在一定范 围之内以延长系统的工作时间；电路设计要尽量减少冗余，缩小线路板的面积；并实 现高效的软件设计，提高系统的响应时间。（2）实现预期目标的可行性分析：系统设计采用红外半导体激光发生器作为光源，红外激光作为通信介质；采用一 体化的红外接收模块，以提高电路的稳定性；ARM主板设计，为ARM系统提供供电和各 种外围接口电路；接口电路的设计同时会考虑可扩充性，便于嵌入各种设备使用；利 用ARM内部中断完成整个数据的传输过程，减少系统负载；系统中整合Bluetooth技术 实现全无线的红外通信模式；红外模块、蓝牙模块通过UART读写服务与ARM系统交互数 据信息。应用层的通信程

4、序考虑到无线干扰，在UDP协议的基础上实现自定义通信协议。 综上分析，系统设计原理具有很好的可行性。本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路本课题需要重点研究的、关键的问题：强电流环境下的通信系统电路设计与实现。在验证了可行性的基础上，设计频率 可调，占空比可调的红外激光通信驱动电路，并针对系统中强电流的干扰进行一系列 的优化设计工作；在主板上为各种外围设备设计了相应的接口设计；自定义UDP通信协 议，提高数据传输的正确性。解决的思路：课题围绕提高红外通信系统通信距离的研究，提出将红外激光发生器应用到红外 通信平台中的设计思路，着重论述物理层红外激光通信系统硬件平台的搭建，基于ARM7 系

5、统的底层驱动程序的开发和应用层系统支持程序的设计，并整合蓝牙技术，设计并 实现远距离红外激光无线通信系统。3.完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件，参考资料等等)及解决的办法工作条件：计算机、Proteus及Keil等软件等。红外半导体激光发生器；红外光 探测器，单片机开发板及一些电子元器件；图书馆相关工具书和专业书；学校实验室。主要参考资料：1王城、梅霆，ARM嵌入式系统原理与开发，人民邮电出版社，2011年2无线电元器件精汇，人民邮电出版社，2001年3高有堂，电子电路设计制版与仿真，郑州大学出版社，2005年4杜瑜.邹传云，红外无

6、线PPM调制解调电路设计J，桂林电子工业学院学报，2000 年，20(3)5袁强.陈旭辉.王志勇，无线激光通信技术的实际应用J，广西通信技 术，2007年6杨利红，激光无线传输的基础研究D，西安工业学院，20057无线激光通信机问世，军民两用技术与产品J，2003，(1)： 275.完成本课题的工作方案及进度计划第一阶段：下达任务，熟悉要求，查找资料第二阶段：制订设计方案，原理设计第三阶段：硬件及软件设计，计算机仿真，调试和测试第四阶段：撰写论文第五阶段：答辩1-3周5-7周8-12 周13-15 周16周6.指导教师审阅意见指导教师（签字）：年月日7.学院毕业设计（论文）工作领导小组评审意见领导小组组长（签字）： 学院（签章）年一月日说明:本报告必须由承担毕业设计（论文）课题任务的学生在接到“毕业设计（论文）任务书”、正式开始做毕业设 计（论文）的第