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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(xiàn)通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。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(xiàn)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(xiàn)電波的頻譜很擁擠，而可見(jiàn)光的頻譜寬度（約400THz）比無(wú)線(xiàn)電波多10000倍；

（2）效率方面，無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(mǎn)足照明光源高亮度、低功耗和輻射范圍廣等特點(diǎn)。

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(shí)保證照明的質(zhì)量。所以L(fǎng)iFi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(duì)于照明來(lái)說(shuō)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(lái)計(jì)算。SPD是相對(duì)于光波長(zhǎng)的輸出強(qiáng)度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)，可以提供關(guān)于光譜組分的詳細(xì)信息。在LiFi系統(tǒng)中，隨著LED的驅(qū)動(dòng)電流變化，SPD會(huì)有偏差。偏差的SPD能導(dǎo)致感知的色點(diǎn)漂移并且會(huì)影響顏色的顯色特性，而LiFi中的特殊調(diào)制技術(shù)會(huì)更加容易受顏色質(zhì)量退化的影響。通過(guò)用SPD模型測(cè)量驅(qū)動(dòng)電流變化帶來(lái)的SPD偏差，從而可以評(píng)價(jià)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(diǎn)：模型中需要大量的擬合參數(shù)只能通過(guò)LED測(cè)試的 經(jīng)驗(yàn)獲得；SPD模型設(shè)計(jì)是建立在相對(duì)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(gè)SPD模型來(lái)適用于所有的LED類(lèi)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(cè)LiFi在工作條件下的實(shí)時(shí)顏色特性，對(duì)于高亮度LED產(chǎn)品，LED的制造商需要提供不同驅(qū)動(dòng)電流和調(diào)制頻率下的顏色數(shù)據(jù)，如SPD、顏色坐標(biāo)和顯色指數(shù)（CRI）。

因?yàn)長(zhǎng)iFi在傳輸數(shù)據(jù)或者空閑狀態(tài)時(shí)需要提供足夠亮度的無(wú)閃爍照明服務(wù)，所以L(fǎng)iFi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(dòng)深度對(duì)閃爍問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。而LiFi的光源調(diào)制頻率至少是每秒數(shù)百萬(wàn)次，所以L(fǎng)iFi光源的閃爍是屬于級(jí)別的。在亮度調(diào)節(jié)方面，除了OOK（開(kāi)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(kāi)發(fā)

軟件、卡的讀寫(xiě)設(shè)備、應(yīng)用機(jī)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(chǎng)及應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)中迅速發(fā)展起來(lái)。IC卡已是當(dāng)今國(guó)際電子信息產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)產(chǎn)品之一，除了在商業(yè)、、保險(xiǎn)、交通、能源、通訊、安全管理、身份識(shí)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(yuǎn)。

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(chǔ)的媒體不同。磁卡是通過(guò)卡上磁條的磁場(chǎng)變化來(lái)存儲(chǔ)信息的，而IC卡是通過(guò)嵌入卡中的電擦式可編程只讀存儲(chǔ)器集成電路芯片（EEPROM）來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的。因此，與磁卡相比較，IC卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、存儲(chǔ)容量大。磁卡的存儲(chǔ)容量大約在200個(gè)字符；IC卡的存儲(chǔ)容量根據(jù)型號(hào)不同，小的幾百個(gè)字符，大的上百萬(wàn)個(gè)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(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、，以確保交換數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠；而磁卡則無(wú)此功能。

4、使用壽命長(zhǎng)，可以重復(fù)充值。

5、IC卡具有防磁、防靜電、防機(jī)械損壞和防化學(xué)破壞等能力，信息保存年限長(zhǎng)，讀寫(xiě)次數(shù)在數(shù)萬(wàn)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(xiǎn)等方面，幾乎涵蓋所有的公共事業(yè)領(lǐng)域。

卡片缺點(diǎn)

IC卡的缺點(diǎn)是制造成本高。