基于Zynq的双工可见光通信系统设计.docx

基于Zynq的双工可见光通信系统设计
基于Zynq的双工可见光通信系统设计
摘要：
随着可见光通信技术的发展，越来越多的关注被投入到这一领域。本文提出了一种基于Zynq的双工可见光通信系统设计，该设计采用FPGA和ARM处理器相结合的Zynq片上系统，实现了双工通信以及数据传输的功能。通过实验验证了系统的稳定性和可靠性。
关键词：可见光通信，Zynq，双工通信，FPGA，ARM处理器
1.引言
可见光通信（VLC）利用可见光波段进行通信，具有无线、高速、绿色环保等优点，广泛应用于室内通信、智能照明等领域。随着无线通信技术的不断发展，如何提高通信速率、增加容量和稳定性成为重要的课题。本文提出了一种基于Zynq的双工可见光通信系统设计，通过实现双工通信和数据传输功能，提高了系统的性能。
2.系统设计
2.1系统架构
本系统采用了Zynq片上系统架构，其中包括FPGA和ARM处理器。FPGA用于实现物理层的调制、解调和信号处理等功能，ARM处理器则负责控制层的功能，如协议栈、调度和管理等。两者通过AXI总线进行通信和数据交换。
2.2硬件设计
硬件设计主要包括光电传感器、光电转换器和Zynq开发板。光电传感器用于接收和发送可见光信号，将光信号转换为电信号。光电转换器则负责将电信号转换为数字信号，与FPGA进行数据交互。Zynq开发板是整个系统的核心部件，通过FPGA和ARM处理器的配合完成双工通信和数据传输。
2.3软件设计
软件设计主要包括通信协议栈的实现和数据处理部分的编程。通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。物理层负责调制和解调信号，数据链路层负责实现数据帧的传输与接收，网络层负责数据的路由和转发，应用层负责数据的处理和展示。数据处理部分主要是通过ARM处理器来实现，包括数据的解析、处理和存储等功能。
3.实验结果分析
本系统通过实验验证了双工通信和数据传输的可行性和可靠性。实验结果表明，系统能够稳定地进行双工通信，并且具有较高的通信速率和较低的误码率。同时，系统具有较低的功耗和较小的体积，适用于室内通信和智能照明等场景。
4.结论
本文提出了一种基于Zynq的双工可见光通信系统设计，通过FPGA和ARM处理器的配合实现双工通信和数据传输。实验结果表明，系统具有较高的稳定性、可靠性和通信速率，适用于室内通信和智能照明等领域。未来可以进一步优化系统的设计，提高通信的容量和速率，进一步推动可见光通信技术的发展。
参考文献：
[1]ZhaoJ,XuW,QuanY,etal.Ajointedge-basedpathplanningandVLCresourceallocationalgorithmforindoorvisiblelightcommunicationsystems[J].IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications,2021,39(3):692-704.
[2]LiuY,ChenL,WangJ,etal.LBM-basedambientinterferencereductionforindoorvisuallightcommunication[J].JournalofLightwaveTechnology,2021,39(1):345-352.
[3]ChenL,WongKKL,ChiB,etal.Flexible-frequencycomb-drivenvisiblelightcommunicationforinternet-of-things[J].Light:Science&Applications,2021,10(1):1-11.