一種基于FPGA的光路傳輸視頻流系統(tǒng)的設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來無線通信技術(shù)發(fā)展迅猛,給人們的生活帶來非常巨大的影響,比如說在移動通信領(lǐng)域已經(jīng)普及的3G技術(shù)以及正在全面推廣的4G技術(shù),無線局域網(wǎng)中經(jīng)常用到的WiFi技術(shù)等,都極大的便利了現(xiàn)代人的生活和工作方式。隨著白光LED照明技術(shù)的發(fā)展,如何實現(xiàn)利用LED光傳輸無線通信信號成為了一大研究熱點。本文基于上述思想,設(shè)計了一個LED光傳輸網(wǎng)絡(luò)視頻流的實驗方案,并通過實際的軟硬件電路將方案付諸實踐。
  本論文的創(chuàng)新點在于結(jié)合了LED燈光照明與

2、無線通信的優(yōu)勢,通過LED光來傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流,這樣既可以解決無線通信中帶寬有限,功耗太大等固有的不足,又具有節(jié)能環(huán)保的巨大優(yōu)勢。
  本系統(tǒng)利用高速閃爍的LED光傳輸以太網(wǎng)視頻流,其實驗原理就是將以太網(wǎng)格式的視頻流信息轉(zhuǎn)換成串行信號去驅(qū)動LED燈,高低電平控制著燈的亮滅,然后通過光電轉(zhuǎn)換模塊將串行信號恢復(fù),最后由串行信號轉(zhuǎn)換為GMII格式以太網(wǎng)數(shù)據(jù)供后面的接收端接收和播放。實驗方案如下:視頻發(fā)送由PC機上的VLC軟件通過網(wǎng)卡傳送

3、到網(wǎng)線上;然后通過FPGA電路與以太網(wǎng)PHY芯片為主組成發(fā)送板, PHY芯片負(fù)責(zé)完成網(wǎng)線接口到FPGA接口(GMII格式)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,FPGA完成數(shù)據(jù)緩存,報文解析,通道切換與并串轉(zhuǎn)換等;帶有以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的串行信號去驅(qū)動LED電路,產(chǎn)生高速閃爍的光路,再由光電轉(zhuǎn)換電路完成光信號到串行數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換;接收板的主芯片包括了FPGA和PHY芯片,FPGA完成數(shù)據(jù)的恢復(fù)和發(fā)送,PHY則完成GMII格式數(shù)據(jù)到RJ45接口數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以方便網(wǎng)線與PC機

4、之間的數(shù)據(jù)通信;最后,接收PC通過VLC完成對視頻的接收和播放。
  本系統(tǒng)設(shè)計完成后,對其進行了整體測試,目前的測試結(jié)果均滿足甚至超過客戶提出的需求。包括:光路傳輸帶寬為20M;視頻流可通過UART、UDP端口號設(shè)置進行靈活切換;視頻流延遲小于0.5秒;視頻流可同步清晰播放,播放過程中無丟幀現(xiàn)象或丟幀率為0。
  目前,本系統(tǒng)目前已經(jīng)順利完成聯(lián)合調(diào)試,下一步可以升級系統(tǒng)設(shè)計以滿足市場需求。同時,本課題內(nèi)容為其他LED光通信

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