LiFi komunikācija: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā pamācībā jūs uzzināsit, kā ieviest LiFi komunikāciju (raidītājs un uztvērējs) programmatūras un aparatūras līmenī.

1. darbība: apkopojiet komponentus

Lietas, kas jums būs nepieciešamas:

-Arduino un Zedboard

-osciloskops

-Rezistori: 8k, 1k2, 1k, 220 omi un 27 omi.

-opamp, kondensators, zenerdiode, fotodiods, gaismas diodes un maizes vads.

2. solis: dizaina veidošana

Attēlā ir parādīta uztvērēja shēma.

Vispirms pievienojiet fotodiodes anodu (negatīvo spaili) pie 3.3V (Vcc), katodu (pozitīvo spaili) ar zemi caur 8k2 omu rezistoru. Pievienojiet katodu arī sava opamp pozitīvajam spailim, kas tiks izmantots signāla pastiprināšanai. Mēs izmantojam negatīvu atgriezenisko saiti, tāpēc pievienojiet 2 rezistorus opamp negatīvajam spailim, 1 (1k2 omi) nonāk opamp izejā, otrs (220 omi) - zemē. Lai aizsargātu savu GPIO tapu, sērijveidā pievienojiet apgrieztu 3,7 V zener diode ar 1k2 omu rezistoru. Opamp izvadei jābūt savienotai ar GPIO tapu.

Raidītājs sastāv tikai no viena 27 omu rezistora un sērijveida gaismas diodes. Viens gals iet uz GPIOpin, bet otrs - pie zemes, pārliecinoties, ka gaismas diodes īsā kājiņa ir savienota ar zemi.

Ja dizains darbojas, varat tam izveidot PCB. PCB mēs apvienojām raidītāju un uztvērēju vienā plāksnē, lai galu galā mēs varētu nosūtīt datus divos virzienos. Uztvērēja un raidītāja attēlos var redzēt arī PCB shēmas.

3. darbība: dizaina pārbaude

Izmantojiet osciloskopu, lai pārbaudītu konstrukciju, jo apkārtējā gaisma un fotodiodes atšķirības var radīt atšķirīgus izejas signāla rezultātus.

Pievienojiet savu raidītāju arduino un ģenerējiet kvadrātveida vilni ar vēlamo frekvenci. Novietojiet raidītāja gaismas diodi fotodiodes tuvumā.

Pievienojiet vienu zondi sava opamp pozitīvajam spailim, otru - opamp izvadam. Ja jūsu izejas signāls ir pārāk vājš, ir jāmaina negatīvās atgriezeniskās saites rezistori (1k2 omi, 220 omi). Jums ir 2 iespējas, palieliniet 1k2 omu rezistoru vai samaziniet 220 omu rezistoru. Ja izvade ir pārāk augsta, rīkojieties pretēji.

Ja viss šķiet kārtībā, pārejiet pie nākamās darbības.

4. solis: visas nepieciešamās programmatūras iegūšana

Attēlā var redzēt dažādas kodēšanas darbības, lai ieviestu LiFi. Lai atšifrētu, tās pašas darbības jāveic pretējā virzienā.

Šim projektam ir vajadzīgas dažas bibliotēkas, tās ir iekļautas dotajos failos, un šeit ir saites uz github repozitoriju:

-Reed-Solomon:

-Konvolūcijas kodētājs:

Lai faili darītu to, ko vēlamies, mēs tajos veicām dažus pielāgojumus, tāpēc ir jāizmanto mūsu bibliotēkās esošā versija, kas iekļauta failos.

Pēc konvolūcijas kodētāja ir nepieciešams pēdējais kodēšanas posms - Mančesteras kodējums. Dati no konvolūcijas kodētāja tiek nosūtīti uz fifo buferi. Šis buferis tiek nolasīts zedboard PL daļā, projekts ir iekļauts failā “LIFI.7z”. Izmantojot projektu, jūs varat izveidot savu bitu plūsmu zedboard vai vienkārši izmantot mūsu nodrošināto bitu plūsmu. Lai izmantotu šo bitu plūsmu, vispirms zedboard ir jāinstalē Xillinux 2.0. Skaidrojums, kā to izdarīt, ir sniegts Xillybus vietnē.

5. solis: izveidojiet izpildāmos failus

Jāizveido divas atsevišķas izpildāmās lietas, viena raidītājam un otra uztvērējam. Lai to izdarītu, zedboard ir jāizpilda šādas komandas:

- raidītājs: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmission.cpp -o raidītājs

- Uztvērējs: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Receiver.cpp -o uztvērējs

6. darbība: visu pārbaudiet

Pievienojiet raidītāju JD1_P tapai un uztvērēju pie JD1_N tapas zedboard. Noteikti mainiet ierobežojuma failu, ja vēlaties mainīt standarta tapas.

Lai pārbaudītu, vai viss darbojas, atveriet 2 termināļa logus PS daļā. Vienā terminālī vispirms izpildiet saņemšanas daļu. Pēc tam izpildiet raidītāja daļu otrajā termināļa logā.

Ja viss notiek tā, kā vajadzētu, rezultātam jābūt tādam pašam kā attēlā iepriekš.