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什么樣的LED光源才能用作可見光通信

近年來，隨著白光發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的大力發(fā)展，可見光通信（Visible Light Communication，VLC）成為新一代無線通信技術(shù)的研究熱點之一。VLC也叫LiFi（Light Fidelity），2011年，來自愛丁堡大學(xué)的德國物理學(xué)家Hardal Hass在TED大會上發(fā)表了一個關(guān)于LiFi技術(shù)的演講，將“VLC”稱為“LiFi”。

LiFi是一種基于光（而不是電波）的新興無線通信技術(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，將信號調(diào)制在LED光源上，通過快速開關(guān)產(chǎn)生人眼無法感知的高頻閃爍信號來傳送數(shù)據(jù)。

LiFi的優(yōu)勢

相比于當前主流的WiFi通信技術(shù)，LiFi有如下優(yōu)勢：

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

（2）效率方面，無線電波的效率只有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，同時提；

（3）實用性方面，無線電波只是在中獲取，不能在飛機上、手術(shù)室或者加油站使用WiFi，而全球的每個燈都可容易地接入LiFi熱點；

（4）安全性方面，無線電波很容易被侵入，而可見光不可以穿墻，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，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，又要滿足照明光源高亮度、低功耗和輻射范圍廣等特點。

LiFi光源的顏色

與WiFi只是關(guān)注通信性能的提升不同，LiFi的照明系統(tǒng)必須要考慮在提升通信性能的同時保證照明的質(zhì)量。所以LiFi的光源不管是LED還是LD，都是要輸出白光，而白光的顏色質(zhì)量對于照明來說是非常重要的。

LED燈具顏色特征參數(shù)可以由光譜功率分布（SPD）來計算。SPD是相對于光波長的輸出強度分布的數(shù)學(xué)表達，可以提供關(guān)于光譜組分的詳細信息。在LiFi系統(tǒng)中，隨著LED的驅(qū)動電流變化，SPD會有偏差。偏差的SPD能導(dǎo)致感知的色點漂移并且會影響顏色的顯色特性，而LiFi中的特殊調(diào)制技術(shù)會更加容易受顏色質(zhì)量退化的影響。通過用SPD模型測量驅(qū)動電流變化帶來的SPD偏差，從而可以評價LiFi調(diào)制的顏色質(zhì)量。

但是用SPD模型表征LiFi的顏色質(zhì)量有很多缺點：模型中需要大量的擬合參數(shù)只能通過LED測試的 經(jīng)驗獲得；SPD模型設(shè)計是建立在相對靜止的條件，不能解釋LiFi在高頻電流振蕩下的情況；很難用一個SPD模型來適用于所有的LED類型，例如不能解釋PC-LED中的熒光粉材料產(chǎn)生的額外影響。另一方面可以檢測LiFi在工作條件下的實時顏色特性，對于高亮度LED產(chǎn)品，LED的制造商需要提供不同驅(qū)動電流和調(diào)制頻率下的顏色數(shù)據(jù)，如SPD、顏色坐標和顯色指數(shù)（CRI）。

因為LiFi在傳輸數(shù)據(jù)或者空閑狀態(tài)時需要提供足夠亮度的無閃爍照明服務(wù)，所以LiFi設(shè)備需要具備閃爍去除和亮度調(diào)節(jié)的功能。在IEEE發(fā)布的IEEEPAR1789《LED照明閃爍的潛在健康影響（草案）》中采用了波動深度對閃爍問題進行評價。而LiFi的光源調(diào)制頻率至少是每秒數(shù)百萬次，所以LiFi光源的閃爍是屬于級別的。在亮度調(diào)節(jié)方面，除了OOK（開關(guān)鍵控）和VPPM（可變脈沖位置調(diào)制），還有CSK（色漂鍵控）調(diào)節(jié)。

IC卡的開發(fā)

軟件、卡的讀寫設(shè)備、應(yīng)用機具等多種產(chǎn)品領(lǐng)域的多種技術(shù)學(xué)科。因此，全球IC卡產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場及應(yīng)用的競爭中迅速發(fā)展起來。IC卡已是當今國際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點產(chǎn)品之一，除了在商業(yè)、、保險、交通、能源、通訊、安全管理、身份識別等非金融領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，在金融領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛，影響十分深遠。

IC卡的外形與磁卡相似，它與磁卡的區(qū)別在于數(shù)據(jù)存儲的媒體不同。磁卡是通過卡上磁條的磁場變化來存儲信息的，而IC卡是通過嵌入卡中的電擦式可編程只讀存儲器集成電路芯片（EEPROM）來存儲數(shù)據(jù)信息的。因此，與磁卡相比較，IC卡具有以下優(yōu)點：

1、存儲容量大。磁卡的存儲容量大約在200個字符；IC卡的存儲容量根據(jù)型號不同，小的幾百個字符，大的上百萬個字符。

2、安全保密性好，不容易被，IC卡上的信息能夠隨意讀取、修改、擦除，但都需要密碼。3、CPU卡具有數(shù)據(jù)處理能力。在與讀卡器進行數(shù)據(jù)交換時，可對數(shù)據(jù)進行加密、，以確保交換數(shù)據(jù)的準確可靠；而磁卡則無此功能。

4、使用壽命長，可以重復(fù)充值。

5、IC卡具有防磁、防靜電、防機械損壞和防化學(xué)破壞等能力，信息保存年限長，讀寫次數(shù)在數(shù)萬次以上。

6、IC卡能廣泛應(yīng)用于金融、電信、交通、商貿(mào)、、稅收、、保險等方面，幾乎涵蓋所有的公共事業(yè)領(lǐng)域。

卡片缺點

IC卡的缺點是制造成本高。