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自由空间光通信(FSO)在“最后一公里”接入中发挥着重要作用,由于FSO系统采用发散角很小的激光束以实现更长距离的通信,在实际使用中存在着安装精度要求过高以及易受干扰的缺陷。
为保障FSO系统稳定可靠的通信,在系统中引入捕获、跟踪及对准(ATP)技术。ATP设计中采用分辨率高、线性度好、响应速度快、探测面积大的PSD器件作为位置偏差探测器件,利用步进电机作为校准执行机构,由于位置偏差探测端与校准执行端不处于通信同一侧,因此产生位置偏差信号传递的需求,论文引入zigbec技术作为位置偏差信号传递的方式。
论文ATP系统的硬件设计中,zigbee技术选择采用CC2420射频芯片实现无线通信功能,同时选择采用PIC18F4620单片机实现CC2420控制、协议栈移植、PSD位置偏差信号采集处理、步进电机控制等功能。软件设计方面,论文详细解析MpZBee协议栈建立网络、允许加入网络、加入网络、数据收发的流程,并结合ATP系统的需求,设计了微弱位置偏差信号放大处理及背景噪声消除、步进电机控制、位置偏差信号收发的流程并编写了相应的程序。
通过硬件与软件的设计,从实验结果中可以看到,论文在实现zigbee通信的网络建立、网络加入以及数据传输的基本功能的基础上,实现了ATP系统的PSD位置偏差信号传递、步进电机校准执行的功能要求,校准精度基本接近PSD器件的分辨率极限(5um),达到系统设计要求。