3 測試系統(tǒng)及驗(yàn)證

　　3. 1 測試系統(tǒng)

　　如圖7 所示，現(xiàn)場測試系統(tǒng)的組成包括內(nèi)置光通信控制器的LED 路燈，光接收機(jī)，智能手機(jī)設(shè)備( 內(nèi)置讀取數(shù)據(jù)顯示的應(yīng)用程序) 。光接收機(jī)與智能手機(jī)間通過藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以確保在路燈現(xiàn)場測試的方便性。

　　圖7 現(xiàn)場測試系統(tǒng)

　　現(xiàn)場測試中，LED 路燈選擇某品牌大功率LED路燈，該路燈支持PWM 調(diào)光輸入的配套驅(qū)動(dòng)電源。光通信控制器直接采用深圳市致燁科技有限公司的單燈控制器，其支持PWM 調(diào)光輸出，可實(shí)時(shí)采集LED 路燈的電壓、電流、有功功率、功率因素、溫度等實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，由于現(xiàn)場測試驗(yàn)證中LED 路燈工作于開關(guān)模式，且所選擇的信號調(diào)制工作速率較低，信號調(diào)制部分將由單燈控制器內(nèi)部軟件完成，直接輸出2FSK 信號控制LED 燈開關(guān)。由于所選器件所限，本文測試用的基帶信號速率為100bps，f1為800Hz，f2 為1000Hz，如果采用PIN 二極管，應(yīng)可工作于更高的頻率，當(dāng)然相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)也將更為復(fù)雜。

　　3. 2 光接收機(jī)

　　光接收機(jī)設(shè)計(jì)為手持式，大小相當(dāng)手機(jī)，以便于現(xiàn)場操作及可移動(dòng)性。光傳感器選擇有兩個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)，一是響應(yīng)的光波強(qiáng)度范圍，二是響應(yīng)速度。由于LED 路燈工作于室外，而室外充滿了各種各樣的其他可見光，同時(shí)白天及夜晚環(huán)境光亮度相差極大，因此在這種環(huán)境下工作的光傳感器需要具有極寬的響應(yīng)范圍以及較高的靈敏度。而由于LED 路燈以f1 和f2 高頻率閃爍，因此光傳感器的響應(yīng)速度應(yīng)高于該頻率。本測試系統(tǒng)采用歐恩光電的ON9658，其測量范圍: 0 ～ 1000lx，響應(yīng)時(shí)間達(dá)到Tr + Tf =4μS ( 圖8) 。

　　圖8 ON9658

　　考慮到路燈僅在夜間工作，光接收機(jī)僅設(shè)計(jì)為夜間工作，同時(shí)為避免其他可見光和相鄰路燈對于通信的影響，光接收機(jī)增加遮光罩設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中僅需指向相應(yīng)路燈。

　　光接收機(jī)信號解調(diào)部分直接采用通用的FSK 解調(diào)芯片XR2211 完成相干解調(diào)，XR2211 為音頻鎖相環(huán)電路。

　　藍(lán)牙通信采用通用的藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口通信模塊，方便將讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)設(shè)備中進(jìn)行展示。配套的智能手機(jī)內(nèi)置程序基于安卓系統(tǒng)，采用JAVA 技術(shù)開發(fā)。