Komunikasi cahaya (VLC) merupakan sistem komunikasi baharu yang menggunakan diod pemancar cahaya (LED) sebagai alat pencahayaan dan penghantaran data pada masa yang sama. Sistem komunikasi cahaya yang digunakan di kawasan dalaman telah dicadangkan dalam projek ini. Dalam projek ini, pelbagai diod pemancar cahaya akan digunakan sebagai alat pemancar dan imej sensor semikonduktor logam oksida pelengkap (CMOS) digunakan sebagai penerima isyarat. Penggunaan teknik modulasi Pemultipleksan Pembahagian Frekuensi Ortogonal (OFDM) telah dicadangkan dalam sistem ini. OFDM banyak digunakan dalam komunikasi tanpa wayar pada hari ini kerana ia mempunyai keupayaan kelajuan yang tinggi dalam penghantaran data dan mantap daripada gangguan Inter-simbol (ISI). Penghantaran kadar yang lebih tinggi dapat dicapai dengan penghantaran isyarat dalam kadar yang serentak apabila teknik modulasi ini digunakan. Proses pembinaan sistem ini terbahagi kepada empat peringkat, iaitu pembinaan alat modulasi dan demodulasi OFDM, pembinaan alat penghantaran serta penerima isyarat VLC, pembinaan perisian pemproses Nios II dan pelaksanaan dalam perkakasan. Sistem ini menggunakan FPGA papan kawalan Altera DE2-115, LEDs yang berdasarkan pemandu CMOS dan imej sensor CMOS TRDB-D5M. Pelaksanaan sistem ini berdasarkan langkah yang berikut. Langkah yang pertama merupakan pengambilan rekod audio diikuti dengan modulasi rekod data audio dengan penggunan OFDM. Data yang telah dimodulasi akan dihantar melalui saluran tanpa wayar. Data yang diterima seterusnya akan dimodulasi dan data audio yang diterima akan dimainkan. Matlamat sistem yang dicadangkan ini ialah untuk menghantar data audio dalam kadar penghantaran yang lebih tinggi berbanding dengan cara penghantaran yang konvensional. Analisa lanjut tentang proses modulasi OFDM dan pembinaan system VLC telah dilaksanakan dalam project ini. Modul OFDM dan sistem VLC telah dilaksanakan pada peranti FPGA bagi tujuan pengujian sistem. Hasil ujian menunjukkan bahawa modul modulasi dan demodulasi OFDM yang direka sebelum ini berfungsi dan memenuhi spesifikasi. Selain itu, hasil eksperimen juga membuktikan sistem VLC ini berjaya mengambil rekod audio untuk proses yang berikut iaitu modulasi OFDM. Namun, data audio yang diterima di alat penerima tidak dapat dibina semula kerana masalah yang dihadapi pada Multiport SDRAM Buffer Controller yang berada di penghantar dan masalah penyegerakan masa antara sistem VLC. Secara kesuluruhannya, hasil kajian menunjukkan bahawa projek ini berjaya mencapai matlamat yang ditetapkan dan ia boleh digunakan sebagai rujukan dalam pembinaan projek-projek berkaitan pada masa depan.
___________________________________________________________________________________
Visible light communication (VLC) is a new communication system using light emitting diode (LED) technology for illumination and data transmission at the same time. An indoor VLC system has been proposed in this project. In this project, LEDs array is used as light source transmitter and complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensor as receiver. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation technique is proposed to be used for this system. OFDM modulation technique is widely use in wireless communication due to its high speed capability and robustness to Inter-symbol Interference (ISI). The increase of data rate is possible by using OFDM modulation which allow multiple simultaneous use of channel. The VLC system is progressed in four stages, which are development of OFDM modulator and demodulator, development of VLC transmitter and receiver, development Nios II software and hardware implementation. The embedded kit utilized the Altera DE2-115 FPGA controller board, CMOS based LEDs array and CMOS image sensor TRDB-D5M kit. The system works in the following way. Firstly, audio recording is acquired followed by performing OFDM modulation on the recorded data. Modulated data are then transmitted over wireless channel through LEDs array. At receiver, OFDM demodulation recovers the original data, and play the received audio data. The proposed VLC embedded system aims to transfer audio files in higher data rates compared to conventional transmission system. Further works on OFDM modulation technique and development of VLC transceiver were carried out. The designed OFDM modules and VLC transceiver system were implemented on the FPGA device. The experimental results verified the functionality of OFDM modulator and demodulator. Results also showed that the VLC transceiver system successfully acquired the audio recording for modulation purposes. However, the audio recording was unable to be reconstructed due to inconsistent output at transmitter’s Multiport SDRAM Buffer Controller and timing synchronization within the transceiver system. Overall, the project findings proved that it satisfies the project goals successfully and it can be used as a reference for future related projects.
Implementation of visible light communication system using fpga_Leong Chen Hui_E3_2014_NI