1、南陽理工學院畢業設計（論文）開題報告電子與電氣工程學院電子科學與技術專業課題名稱：一種遠距離激光通信系統的設計與實現學生姓名：周利杰學 號： 098109006指導教師：胡冬梅報告日期：2013年1月16日本課題所涉及的問題在國內（外）的研究現狀綜述激光自1960年出現后，就得到了極快地發展并融進了生活、科研的領域。近幾年， 激光通信一直是光通信領域的研究熱點。激光通信有通信容量大，方向性好，保密性 強結構輕便，設備經濟等優點得到了廣泛的應用。激光通信系統通常需要大功率激 光輻射源如CO2激光器、He2Ne激光器等，通常用于軍事領域和公共設施。紅外技術是以紅外線為載體，實現兩點間的近距離保密通

2、信和信息收發。紅外技術 有保密性強，無頻道資源占用性，安全特性高，無有害輻射等優點擁有廣泛的用 途。紅外通信系統中的信號在傳輸過程中由于受視距影響，其傳輸距離短，通常需 要經過墻壁或天花板的反射，故此種連接方式通常用于室內通信，有一定的限制性。激光通信和紅外通信結合在一起，克服了傳統紅外通信定向傳輸距離短的弱點，使 用了更為常見的紅外波段的半導體激光器作為載波發生器，節約了成本，有助于軍品 向民化的轉化。本人對課題任務書提出的任務要求及實現預期目標的可行性分析（1）任務要求：本次通訊系統的設計，旨在實現全無線模式下的紅外激光通信，即通信模塊之間， 通信模塊與主機之間以無線方式連接，并提高通訊距

3、離。系統的功耗要控制在一定范 圍之內以延長系統的工作時間；電路設計要盡量減少冗余，縮小線路板的面積；并實 現高效的軟件設計，提高系統的響應時間。（2）實現預期目標的可行性分析：系統設計采用紅外半導體激光發生器作為光源，紅外激光作為通信介質；采用一 體化的紅外接收模塊，以提高電路的穩定性；ARM主板設計，為ARM系統提供供電和各 種外圍接口電路；接口電路的設計同時會考慮可擴充性，便于嵌入各種設備使用；利 用ARM內部中斷完成整個數據的傳輸過程，減少系統負載；系統中整合Bluetooth技術 實現全無線的紅外通信模式；紅外模塊、藍牙模塊通過UART讀寫服務與ARM系統交互數 據信息。應用層的通信程

4、序考慮到無線干擾，在UDP協議的基礎上實現自定義通信協議。 綜上分析，系統設計原理具有很好的可行性。本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路本課題需要重點研究的、關鍵的問題：強電流環境下的通信系統電路設計與實現。在驗證了可行性的基礎上，設計頻率 可調，占空比可調的紅外激光通信驅動電路，并針對系統中強電流的干擾進行一系列 的優化設計工作；在主板上為各種外圍設備設計了相應的接口設計；自定義UDP通信協 議，提高數據傳輸的正確性。解決的思路：課題圍繞提高紅外通信系統通信距離的研究，提出將紅外激光發生器應用到紅外 通信平臺中的設計思路，著重論述物理層紅外激光通信系統硬件平臺的搭建，基于ARM7 系

5、統的底層驅動程序的開發和應用層系統支持程序的設計，并整合藍牙技術，設計并 實現遠距離紅外激光無線通信系統。3.完成本課題所必須的工作條件(如工具書、實驗設備或實驗環境條件、某類市場調研、計算機輔助設計條件，參考資料等等)及解決的辦法工作條件：計算機、Proteus及Keil等軟件等。紅外半導體激光發生器；紅外光 探測器，單片機開發板及一些電子元器件；圖書館相關工具書和專業書；學校實驗室。主要參考資料：1王城、梅霆，ARM嵌入式系統原理與開發，人民郵電出版社，2011年2無線電元器件精匯，人民郵電出版社，2001年3高有堂，電子電路設計制版與仿真，鄭州大學出版社，2005年4杜瑜.鄒傳云，紅外無

6、線PPM調制解調電路設計J，桂林電子工業學院學報，2000 年，20(3)5袁強.陳旭輝.王志勇，無線激光通信技術的實際應用J，廣西通信技 術，2007年6楊利紅，激光無線傳輸的基礎研究D，西安工業學院，20057無線激光通信機問世，軍民兩用技術與產品J，2003，(1)： 275.完成本課題的工作方案及進度計劃第一階段：下達任務，熟悉要求，查找資料第二階段：制訂設計方案，原理設計第三階段：硬件及軟件設計，計算機仿真，調試和測試第四階段：撰寫論文第五階段：答辯1-3周5-7周8-12 周13-15 周16周6.指導教師審閱意見指導教師（簽字）：年月日7.學院畢業設計（論文）工作領導小組評審意見領導小組組長（簽字）： 學院（簽章）年一月日說明:本報告必須由承擔畢業設計（論文）課題任務的學生在接到“畢業設計（論文）任務書”、正式開始做畢業設 計（論文）的第