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室内可见光定位装置

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2017全国大学生电子设计竞赛

设计报告

可见光室内定位装置(I题)

菏泽学院

蒋震机电工程学院

编号：

队员：

二〇一七年八月十日摘要

本系统由 STC89C52RC最小系统板为核心，光敏传感器根据光照强度分别检测XY轴坐标，PCF8591A/D转换器将传感器检测的光照转化为数字量，通过电路传递到 LCD1602液晶显示屏，在LCD1602液晶显示屏显示XY轴及五个区域。按键按下将当前的数字量记录下来并设为基准值，根据新检测的数字量相对基准值判断Y轴坐标，从而实现校正原点。顶部平面采用三个开关，一个47Ω的电阻和一个二极管组成控制电路，控制三个大功率发光二极管。由此完成定位。

关键词： STC89C52RC最小系统板 光敏传感器 PCF8591A/D转换器

LCD1602液晶显示屏

Abstract:

This system by STC89C52RC minimum system board as the core,

the photosensitive sensor based on light intensity detection

XY coordinates, respectively PCF8591A a/D converter sensor

detection of light can be converted to digital quantity,

through the circuit to the LCD1602 LCD screen, the LCD1602 LCD

display shows the XY axis and five the button to record the

current digital quantity and set it as the base value, and

determine the Y-axis coordinate according to the new test

digital relative reference value, so as to realize the correct

the top of the plane using three switch, a 47 Ω resistance and

a diode control circuit, control three power completes the

positioning. 目录

1 设计任务与要求 .........................................

设计任务 .............................................

2 设计要求 ...............................................

基本要求 .............................................

发挥部分 .............................................

3 系统方案 ...............................................

电源的论证与选择 .....................................

光敏传感器模块的论证与选择 ...........................

控制系统的论证与选择 .................................

显示模块的论证与选择 .................................

4 方案描述 ...............................................

光源及探测器特性 .....................................

驱动电路 .............................................

数据编码 .............................................

数据解码 .............................................

识别映射 .............................................

5 设计分析与计算 .........................................

检测XY轴坐标 ........................................

A/D转换模块 .........................................

键盘输入 .............................................

电源模块 .............................................

电路原理框图 .........................................

结构尺寸图 ...........................................

6 测试方案与测试结果 .....................................

测试方案 .............................................

硬件测试 .............................................

软件仿真测试 .........................................

硬件软件联调 .........................................

零件原理图汇总 .......................................

测试条件与仪器 .......................................

7 软件设计 ...............................................

主程序流程图 .........................................

8 程序清单（见附件一） ...................................

9 测试方案与测试结果 .....................................

测试方案 .............................................

硬件测试 .............................................

软件仿真测试 .........................................

硬件软件联调 .........................................

测试条件与仪器 .......................................

测试结果及分析 .......................................

10 结论和总结 .......................................

对设计的小结 .........................................

设计收获体会 .........................................

对设计进一步完善的建议 ............................... 1 设计任务与要求

1.1 设计任务

设计并制作可见光室内定位装置，其构成示意图如图 1 所示。参赛者自行搭建不小于 80cm×80cm×80cm 的立方空间（包含顶部、底部和 3 个侧面）。顶部平面放置 3 个白光 LED，其位置和角度自行设置，由 LED 控制 电路进行控制和驱动；底部平面绘制纵横坐标线（间隔 5cm），并分为 A、B、C、D、E 五个区域，如图 2 所示。要求在 3 个 LED 正常照明（无明显闪烁）的情况下， 测量电路根据传感器检测的信号判定传感器的位置。

2 设计要求

2.1 基本要求

（1）传感器位于 B、D 区域，测量电路能正确区分其位于横坐标轴的上、下区域。

（2）传感器位于 C、E 区域，测量电路能正确区分其位于纵坐标轴的左、右区域。 （3）传感器位于 A 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于 10cm。

（4）传感器位于 B、C、D、E 区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于 10cm。

（5）测量电路 LCD 显示坐标值，显示分辨率为 。

2.2 发挥部分

（1）传感器位于底部平面任意区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于 3cm。

（2）LED 控制电路可由键盘输入阿拉伯数字，在正常照明和定位（误差满足基本要求(3)或(4)）的情况下，测量电路能接收并显示

3 个 LED 发送的数字信息。

（3）LED 控制电路外接 3 路音频信号源，在正常照明和定位的情况下，测量电路能从 3 个 LED 发送的语音信号中，选择任意一路进行播放，且接收的语音信号均无明显失真。

（4）LED 控制电路采用+12V 单电源供电，供电功率不大于 5W。

（5）其他。

3 系统方案

本系统主要由电源模块 传感器检测模块 测量电路 显示模块，下面分别论证这几个模块的抉择。 3.1 电源的论证与选择

方案一：直接使用电池组供电，该电源随着使用电压不稳。

方案二：采用开关电源效率高，但是需要购买，且比较贵。

方案三：自行设计稳压电源模块给系统各部分供电，由于各稳压芯片不贵，而且电压可调，做好滤波设计，使用效果也不错。

综合以上三种方案，选择方案三。

3.2 光敏传感器模块的论证与选择

光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

3.3 控制系统的论证与选择

AT89C52这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间短。写入单片机内的程序还可以进行加密。再者AT89C52目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。所以选用AT89C52为主控芯片。

图2—3 AT89C52单片机的基本结构

3.4 显示模块的论证与选择

LED数码管显示实现原理简单，显示直观，编程简单，但显示内容单一，若要同时显示坐标轴，区域位置等诸多信息则需要大量的数

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设计方案

目 录

1 项目概述 ............................................................................................................................................... 1

1.1 项目简介 ......................................................................................................................................... 1

1.2 系统简介 ......................................................................................................................................... 1

1.3 系统设计目标 ................................................................................................................................. 1

1.4 项目背景 ......................................................................................................................................... 2

2 主要技术方案 ..................................................................................................................................... 3

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2

目 录

1. 介绍................................................................... 1

2. GM80的产品特点..........................................................1

3. 系统组成及技术参数..................................................... 2

4 安装............................................................... ... 3

4.1 一般信息 ........................................................ ... .3

4.2 开箱........................................................... ... ...3

4.3 处置.................................................................. 3

4.4 防尘..................................................... ............ 3

4.5 定位调整.............................................................. 3

几种处理二恶英技术对比

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胡斌;刘小峰;孙宏

【期刊名称】《中国新能源》

【年(卷),期】2011(000)005

【摘 要】随着垃圾焚烧发电工程的兴起，对尾气中二恶英的控制处理提出了严格的要求。本文通过对比活性炭技术，SCR技术与戈尔公司基于“表面过滤”及“催化过滤”理论，开发的Remedia催化过滤技术，在二恶英减排以及相应的营运费用之间做对比，力求找到性价比最佳的方案

【总页数】3页(P53-55)

【作 者】胡斌;刘小峰;孙宏

【作者单位】戈尔工业品（上海）有限公司

【正文语种】中 文

【中图分类】X705

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可见光通信

可见光通信

你还在抱怨WIFI热点太少、信号不稳定吗？未来，有电灯泡你就有无线网络信号，而且传输速度可高达1Gbps远高于WIFI。该技术由英国大学科技人员Herald Haas和他的团队发明——利用一束光来传输数据，这类技术常被称作可见光通信（VLC）。不过，要实现该技术并不是没有障碍。首先，可见光无法穿透物体，因此信号会被切断。另外，手机如何接收光通信信息，也是个难题。

LED灯泡加装微芯片传递数据

据国外媒体报道，Haas表示，他最大的梦想是将电灯泡变为宽带通信设备。这样电灯泡不仅能提供照明，也将成为一款必要的工具。Haas认为，通过给普通的LED灯泡加装微芯片，使灯泡以极快的速度闪烁，就可以利用灯泡发送数据。

灯泡的闪烁频率达到数百万次每秒，对人的裸眼来说，这样的闪烁不可见，只有光敏接收器才能探测到。通过这种方式，LED灯泡可以快速传输二进制编码。

这一技术的好处显而易见：只要你身边有电灯泡，就可以获得无线互联网连接。据估计，目前全世界的电灯泡数量约有140亿盏。

传输速度可高达1Gbps

这一可见光通信技术被简称为“LIFI”，其优点并不仅仅是可以让世界上任何路灯都成为互联网接入点，还可以节约日渐稀缺的射频频谱资源。目前，作为无线数据传输的最主要技术，WIFI利用了射频信号。然而，无线电波在整个电磁频谱中仅占很小的一部分。但随着用户对无线互联网需求的增长，可用的射频频谱正越来越少。

这就是为什么当你周围上网的人越来越多，你的网速会变得越来越慢。3G无线网络如此，WIFI网络同样如此。按照Facebook创始人、CEO马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）的预计，未来10年人们分享的信息量将相当于目前的1000倍。

Haas表示，他的技术将是解决问题的重要部分，“可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍。”这意味着可见光通信能带来更高的带宽。Haas表示，“LIFI”技术能带来高达1Gbps的数据传输速度，远高于4G网络。另外，该技术几乎不需要再新建基础设施。