LiFi -tiedonsiirto: 6 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Tässä ohjeessa opit toteuttamaan LiFi -viestinnän (lähetin ja vastaanotin) ohjelmisto- ja laitteistotasolla.

Vaihe 1: Kerää komponentit

Tarvitsemasi asiat:

-Arduino ja Zedboard

-oskilloskooppi

-Vastukset: 8 k ohmia, 1 k2 ohmia, 1 k ohmia, 220 ohmia ja 27 ohmia.

-opamp, kondensaattori, zenerdiode, fotodiodi, LEDit ja leipänauha.

Vaihe 2: Suunnittelun luominen

Kuvassa on kaavio vastaanottimesta.

Kytke ensin fotodiodin anodi (negatiivinen napa) 3.3V (Vcc), katodi (positiivinen napa) maahan 8k2 ohmin vastuksen kautta. Kytke myös katodi opampin positiiviseen napaan, jota käytetään vahvistamaan signaalia. Käytämme negatiivista takaisinkytkentää, joten kytke 2 vastusta opampin negatiiviseen napaan, 1 (1 k2 ohmia) menee opampin lähtöön, toinen (220 ohmia) maahan. GPIO -nastasi suojaamiseksi kytke 3,3 V: n käänteinen esijännitetty zener -diodi sarjaan 1 k2 ohmin vastuksen kanssa. Opampin lähtö on liitettävä GPIO -nastaan.

Lähetin koostuu vain yhdestä 27 ohmin vastuksesta ja sarjassa olevasta LEDistä. Toinen pää menee GPIOpin -liittimeen ja toinen maahan, varmistaen, että LED -valon lyhyt jalka on kytketty maahan.

Jos mallit toimivat, voit tehdä piirilevyn sille. Yhdistimme piirilevyllä lähettimen ja vastaanottimen yhdelle levylle, joten voimme lopulta lähettää tietoja kahteen suuntaan. Voit myös nähdä piirilevykaaviot vastaanottimen ja lähettimen kuvissa.

Vaihe 3: Suunnittelun testaaminen

Tarkista muotoilu oskilloskoopilla, koska ympäristön valo ja valodiodien ero voivat antaa erilaisia tuloksia lähtösignaalissa.

Liitä lähetin arduinoon ja luo neliöaalto halutulla taajuudella. Aseta lähettimen LED valodiodin lähelle.

Liitä yksi anturi opampin positiiviseen napaan, toinen opampin ulostuloon. Jos lähtösignaali on liian heikko, negatiivisen takaisinkytkennän vastukset (1 k2 ohmia, 220 ohmia) on vaihdettava. Sinulla on 2 vaihtoehtoa, lisää 1 k2 ohmin vastusta tai vähennä 220 ohmin vastusta. Jos lähtö on liian korkea, toimi päinvastoin.

Jos kaikki näyttää ok, jatka seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 4: Hanki kaikki tarvittavat ohjelmistot

Kuvassa voidaan nähdä eri koodausvaiheet LiFi: n toteuttamiseksi. Dekoodaamiseksi samat vaiheet on suoritettava päinvastaisessa järjestyksessä.

Tätä projektia varten tarvitaan joitain kirjastoja, ne sisältyvät annettuihin tiedostoihin ja tässä on linkit github -arkistoon:

-Reed-Salomon:

-Konversiokooderi:

Jotta saisimme tiedostot tekemään haluamamme, teimme niihin joitain muutoksia, joten on välttämätöntä käyttää meidän versiota kirjastoista, jotka sisältyvät tiedostoihin.

Konvoluutiokooderin jälkeen tarvitaan viimeinen koodausvaihe, manchester -koodaus. Konvoluutiokooderin tiedot lähetetään fifo -puskuriin. Tämä puskuri luetaan zedboardin PL -osasta, projekti sisältyy LIFI.7z -tiedostoon. Projektin avulla voit rakentaa oman bittivirran zedboardille tai voit käyttää vain tarjoamaamme bittivirtaa. Jotta voit käyttää tätä bittivirtaa, sinun on ensin asennettava Xillinux 2.0 zedboardille. Selitys tämän tekemiseen on Xillybus -verkkosivustolla.

Vaihe 5: Tee suoritettavat tiedostot

Kaksi erillistä suoritettavaa tiedostoa on tehtävä, yksi lähettimelle ja toinen vastaanottimelle. Tätä varten zedboardilla on suoritettava seuraavat komennot:

- Lähetin: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Transmission.cpp -o -lähetin

- Vastaanotin: g ++ ReedSolomon.cpp Interleaver.cpp viterbi.cpp Vastaanotin.cpp -o Vastaanotin

Vaihe 6: Testaa kaikki

Liitä lähetin JD1_P -nastaan ja vastaanotin zedboardin JD1_N -nastaan. Muuta rajoitustiedostoa, jos haluat muuttaa vakiotappeja.

Testaa, toimiiko kaikki, avaamalla 2 pääteikkunaa PS -osassa. Suorita yhdessä päätelaitteessa ensin vastaanottava osa. Suorita sen jälkeen lähetinosa toisessa pääteikkunassa.

Jos kaikki menee niin kuin pitää, tuloksen tulee olla sama kuin yllä olevassa kuvassa.