基于太阳能电池板的可见光通信系统的实验设计和性能评估,用于温室应用

科学领域:

• 光学通信是指光学通信.
• 可再生能源系统可再生能源系统
• 农业技术 农业技术

背景情况:

• 可见光通信 (VLC) 可同时提供照明和数据传输.
• 太阳能电池板可以作为能源收获器和光学接收器发挥作用.
• 温室环境给光通信系统带来了独特的挑战,原因是湿度和光线条件.

研究的目的:

• 设计,实施和评估一个使用微型太阳能电池板作为温室接收器的VLC系统.
• 评估太阳能电池板接收器在不同湿度和距离下的性能.
• 探索双重用途太阳能电池板的可行性,用于温室的能源采集和数据通信.

主要方法:

• 使用兰伯特发射和酒-兰伯特衰减的光学通道的理论建模.
• 使用调制LED发射器和具有定制信号调节的太阳能电池板接收器的实验设置.
• 评估关键性能指标:接收光学功率,比特误差比率 (BER) 和通信范围.
• 在不同的湿度水平和发射机接收器距离下进行测试.

主要成果:

• 在高湿度下,VLC系统在短距离 (0.3-0.4米) 中实现了[公式:参见文本]的位误差比 (BER).
• 在0.55-0.70米的距离上,性能改进为BER [公式:见文本]-[公式:见文本]
• 由于接收器灵敏度限制,链路性能降低到超过0.70m.
• 太阳能电池板接收器在更远的距离上显示出比光探测器更低的灵敏度,但在低数据速率的应用中仍然可行.

结论:

• 带有定制电路的迷你太阳能电池板是温室中强大的低数据速率VLC的可行选择.
• 系统的性能受到湿度和通信范围的显著影响.
• 进一步的研究可以集中在提高接收器灵敏度和优化基于光伏的VLC系统的双重功能.