1. 研究目的与意义
可见光通信(VLC)是国内近十年来开始研究的新兴光通信技术，以照明光源发出的光波作为载波，在自由空间传输数据，并且兼顾了照明和网络通信的功能，传输速率和安全性都很高。现代的通信方式主要分为两种，-种是有线通信，应用在有线电话，网线连接的计算机终端_上;另一种是无线通信，应用在手机和WIFI连接的计算机终端上。无线通信包括微波通信和光通信，无线电频段资源越来越少，而可见光的波长范围是380~780nm，也就是说可见光的带宽可以达到405THz，大大缓解了无线电频段的资源紧张，同时可见光波段无需频谱申请，大大提高了便利性[2]。由此可见，可见光通信的研究为无线通信提供了-一个很有发展前景的全新领域。除了以上的优点，可见光通信的安全性能也很高。传统的无线通信能穿越墙壁等障碍物，外界的人只要能接收到电磁信号就能破译窃取信息。而可见光无法穿过障碍物,应用于室内通信及机密场所的通信,信息不会外泄[3]。在未来的应用领域，随着海上交通的日益频繁，舰船与舰船，舰船与海岸之间高质量，大容量通信问题愈发重要，常规海上无线通信主要依靠卫星链路和水上射频通信系统。两者均存在高成本低速率等问题。近年来，可见光通信技术作为一种新型无线通信方式引起人们的广泛关注，该技术可以对灯塔可见光光源进行改造，进而创建无线通信网络，实现低成本的通信，VLC技术在室内场景（特别是室内定位）的应用已经较为成熟，但室外VLC的相关研究相对较少，ZHU等在2008年提出了一种基于发光二极管信标的穿破海上无线通信系统，2014年以来KIM等关于海上VLC技术开展了一系列的研究，提出多输入多输出海上VLC系统和多跳中继VLC系统，但以上工作并未考虑在海上的多路径光源干扰问题。在实际应用过程中，为了改善系统性能，通常利用增大发射功率等方法增大平均信噪比。然而对于VLC系统而言制作大功率可见光具有一定的困难，过高功率也会产生光污染甚至对肉眼产生伤害所以通过调平的方式来解决，海面上瞭望塔和船之间的信息传输，可以通过瞭望塔的灯光来进行，主要优势有便宜，方便且利用了瞭望塔的探射灯，一来通过探射灯光的高频率闪烁不影响照明，并且可以进行信息的传输，通过调频 编码可以有效的进行信息的传输。可见光通信系统的处理和控制器件选择，STM32系列芯片更为合适。STM32芯片运行频率高，处理数据能力强，而且体积小、功耗低，在可见光通信的系统中可以对数据进行调制解调以及起到很好的启动控制LED的作用。而且STM32价格很低，能有效降低整体系统的制作成本。
2. 研究内容与预期目标
研究内容：可见光通信系统因其部署方便，成为一些特定应用场景的首选通信方案，本设计旨在完成再可见光波段的通信系统的设计，实现海面上低成本，完成基本的音频传输，较稳定的信息传输，实际有效传输速率达到稳定的1kb左右。
本设计主要是基于合适的单片机可见光通信系统设计与实现。
3. 研究方法与步骤
首先我要进行的是可见光通信系统的分析，然后设计一个自己的可见光通信系统的方案，再去实现这个设计，通过不断的改善最终实现此课题要实现的通过LED灯来进行信息的传输。具体的步骤如下：
一.实现基本的可见光通信系统的设计
选用两块能够胜任的主控芯片，一个发送端一个接收端，然后发送端通过光源模块的可见光闪烁，亮为1，不亮为0进行编码，其次接收端有光敏探测器来检测光源，然后接收端进行解码，最终实现信息的传输。
4. 参考文献
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5. 工作计划
2022年2月26日-2022年3月5日，有针对性的学习课题相关资料，学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识。
2022年3月6日-2022年3月20日，设定实验方案，采集实验数据。查阅资料，撰写并提交开题报告。
2022年3月21日-2022年4月25日，进一步理论分析，进行实验，开发相关软硬件系统。
