什么樣的LED光源才能用作可見(jiàn)光通信

近年來(lái)，隨著白光發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的大力發(fā)展，可見(jiàn)光通信（Visible Light Communication，VLC）成為新一代無(wú)線通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。由于外設(shè)的復(fù)雜性，主機(jī)一般不與外設(shè)直接連接，而是通過(guò)I/O接口電路與外設(shè)連接。VLC也叫LiFi（Light Fidelity），2011年，來(lái)自愛(ài)丁堡大學(xué)的德國(guó)物理學(xué)家Hardal Hass在TED大會(huì)上發(fā)表了一個(gè)關(guān)于LiFi技術(shù)的演講，將“VLC”稱(chēng)為“LiFi”。

LiFi是一種基于光（而不是電波）的新興無(wú)線通信技術(shù)，結(jié)合了光的照明功能和數(shù)據(jù)通信功能。LiFi是在不影響LED照明的同時(shí)，將信號(hào)調(diào)制在LED光源上，通過(guò)快速開(kāi)關(guān)產(chǎn)生人眼無(wú)法感知的高頻閃爍信號(hào)來(lái)傳送數(shù)據(jù)。

LiFi的優(yōu)勢(shì)

相比于當(dāng)前主流的WiFi通信技術(shù)，LiFi有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）容量方面，無(wú)線電波的頻譜很擁擠，而可見(jiàn)光的頻譜寬度（約400THz）比無(wú)線電波多10000倍；

（2）效率方面，無(wú)線電波的效率只有5%，大多數(shù)能量只是消耗在的冷卻上，而LiFi的數(shù)據(jù)可以并行傳輸，同時(shí)提；

（3）實(shí)用性方面，無(wú)線電波只是在中獲取，不能在飛機(jī)上、手術(shù)室或者加油站使用WiFi，而全球的每個(gè)燈都可容易地接入LiFi熱點(diǎn)；

（4）安全性方面，無(wú)線電波很容易被侵入，而可見(jiàn)光不可以穿墻，甚至窗簾，提供了網(wǎng)絡(luò)的隱私安全。

作為兼顧照明和通信的新技術(shù)，LiFi在追求高傳輸速率的同時(shí)，不能影響照明的質(zhì)量和要求，尤其是在光源的研制上。LiFi的光源既要具備通信光源調(diào)制性能好、發(fā)射功率大和響應(yīng)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，又要滿足照明光源高亮度、低功耗和輻射范圍廣等特點(diǎn)。

IC卡的制作流程（三）

操作完畢，將熔絲燒斷。此后該卡片進(jìn)入用戶方式，而且永遠(yuǎn)也不能回到以前的工作方式，這樣做也是為了保證卡的安全。作為兼顧照明和通信的新技術(shù)，LiFi在追求高傳輸速率的同時(shí)，不能影響照明的質(zhì)量和要求，尤其是在光源的研制上。 電擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器（Electrically Erasable Programmable Read only Memory）是IC卡技術(shù)的核心。該技術(shù)使晶體管密度增大，改善了性能，增加了容量，達(dá)到在同樣面積上存儲(chǔ)更大數(shù)據(jù)量的目的。作為數(shù)據(jù)或程序的存儲(chǔ)空間，EEPROM的數(shù)據(jù)可以至少保持 10年的時(shí)間，擦寫(xiě)次數(shù)達(dá)10萬(wàn)次以上。EEPROM技術(shù)還提供了很大的靈活性，通過(guò)設(shè)置不可修改的標(biāo)志位，能夠?qū)EPROM單元轉(zhuǎn)變成可編程只讀存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器或不可讀的保密存儲(chǔ)單元。

該技術(shù)的先進(jìn)性使得帶有保密存儲(chǔ)器的IC卡得到快速發(fā)展和應(yīng)用。例如，在各種收費(fèi)系統(tǒng)（公用電話、電表、公路收費(fèi)等等）及訪問(wèn)控制等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。弗蘭克在近指出:“在不使用昂貴制冷系統(tǒng)的情況下，我們的研究已經(jīng)接近了高速微處理器所能散發(fā)熱量的物理極限”。以EEPROM為核心的 CPU卡也廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、銀行部門(mén)、多應(yīng)用卡及要求有公共密鑰算法的高安全性應(yīng)用領(lǐng)域。 射頻識(shí)別RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是一種利用電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)淖R(shí)別方法，被識(shí)別的物體本身應(yīng)具有電磁波的接收和發(fā)送裝置。RFID系統(tǒng)使用的通信頻段范圍為<135kHz或>300MHz～GHz級(jí)。

射頻識(shí)別IC卡是一種使用電磁波和非觸點(diǎn)來(lái)與終端通信的 IC卡。使用此卡時(shí)，不需要把卡片插入到特定讀寫(xiě)器插槽之中。一般來(lái)說(shuō)，通信距離在幾厘米至1米范圍。射頻識(shí)別卡使用得較多，而且發(fā)展?jié)摿^大。

IC卡的制作流程（六）

電源電壓

IC卡接口電路應(yīng)能在表1規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，向IC卡提供相應(yīng)穩(wěn)定的電流。

時(shí)鐘信號(hào)

IC卡接口電路向卡提供時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)的實(shí)際頻率范圍在復(fù)位應(yīng)答期間，應(yīng)在以下范圍內(nèi)：A類(lèi)卡，時(shí)鐘應(yīng)在1～5MHz；B類(lèi)卡，時(shí)鐘應(yīng)在1～4MHz。

復(fù)位后，由收到的ATR（復(fù)位應(yīng)答）信號(hào)中的F（時(shí)鐘頻率變換因子）和D（比特率調(diào)整因子）來(lái)確定。

時(shí)鐘信號(hào)的工作周期應(yīng)為穩(wěn)定操作期間周期的40%～60%。當(dāng)頻率從一個(gè)值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)值時(shí)，應(yīng)注意保證沒(méi)有比短周期的40%更短的脈沖。

驅(qū)動(dòng)模塊

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的確定

編輯頭文件ICDATA.H，確定在驅(qū)動(dòng)模塊程序中應(yīng)用的公用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)模塊的終目的是讀取和寫(xiě)入卡數(shù)據(jù)處理，所以規(guī)范整齊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是必須的?？梢远x一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體來(lái)實(shí)現(xiàn)卡數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域、數(shù)據(jù)地址索引、控制標(biāo)志位等，如右圖圖示：

這樣在驅(qū)動(dòng)模塊中，只需要STruct ICDATA iccdata；一條語(yǔ)句便可定義全部的卡處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義；而Ic_fops則定義了設(shè)備操作映射函數(shù)結(jié)構(gòu)。從這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)看，我們實(shí)現(xiàn)了IC卡設(shè)備的打開(kāi)、讀、寫(xiě)和監(jiān)控函數(shù)。

（2）硬件接口控制線控制子函數(shù)

以開(kāi)發(fā)的硬件系統(tǒng)平臺(tái)為例的硬件控制接口操作函數(shù)之一，用于控制IC卡的復(fù)位信號(hào)置。針對(duì)不同硬件平臺(tái)，函數(shù)內(nèi)部操作方法不盡相同。與光纖通信擁有同樣的優(yōu)點(diǎn)，高帶寬，高速率，不同的是LiFi是使光傳播在我們周?chē)沫h(huán)境中，自然光能到達(dá)的任何地方，就有LiFi的信號(hào)。類(lèi)似的其它操作函數(shù)還有：模塊初始化函數(shù)是模塊開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的處理函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的初始化、中斷初始化及處理、設(shè)備注冊(cè)等。在上面函數(shù)中，首先應(yīng)用Initicdata實(shí)現(xiàn)了卡數(shù)據(jù)的初始化，然后定義了隊(duì)列數(shù)據(jù)。再進(jìn)行了中斷處理函數(shù)的綁定、中斷申請(qǐng)以及中斷初始化。后實(shí)現(xiàn)了IC卡字符設(shè)備的申請(qǐng)，設(shè)備名為IC。