基于可见光的近场通信协议研究与实现

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1、硕士学位论文论文题目：基于可见光的近场通信协议研究与实现作者姓名徐科兵指导教师钱丽萍邱杰凡学科专业计算机技术培养类别全日制专业型硕士所在学院计算机科学与技术学院提交日期2017年5月12日万方数据浙江工业大学硕士学位论文基于可见光的近场通信协议研究与实现作者姓名：徐科兵指导教师：钱丽萍邱杰凡浙江工业大学计算机科学与技术学院2017年5月万方数据DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFNEARFI

2、ELDCOMMUNICATIONPROTOCOLBASEDONVISIBLELIGHTCandidate:KebingXuAdvisor:LipingQianJiefanQiuCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyMay.2017万方数据浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大

3、学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在一年解密后适用本授权书。2、保密□，在二年解密后适用本授权书。3、保密□，在三年解密

4、后适用本授权书。4、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据浙江工业大学硕士学位论文基于可见光的近场通信协议研究与实现摘要近年来，移动网络迅速发展。无线通信的高移动性和便携性使得人们之间的沟通更加便捷和自由。在日常生活中，无线通信随处可见。同时随着智能手机的不断普及，近距离非接触式通信应用更是受到热捧，尤其在移动支付、身份识别、广告推送等领域大展身手。目前流行的近距离非接触式通信方法主要有Wi-Fi（WirelessFidelity）、蓝牙（Bluetooth）、NFC（NearFieldCommun

5、ication）通信等。但是现有的各类近距离非接触式通信方法在保密性和灵活性上存在不足。例如Wi-Fi，NFC技术因为采用电磁波传输，所以传输过程中较为容易截获、窃听。由于可见光存在定向传播特性和快速衰减特性，确保其不易被窃听，近年来可见光通信技术被提出用来进行安全数据传输。然而现有可见光通信对硬件设备要求较高，如Li-Fi需要在现有照明设备上添加特殊芯片才能在室内实现数据的高速传输。目前尚没有一种可见光通信方法在普通智能手机等移动终端实现应用。本文在研究了现有的可见光传输技术后，基于智能设备自带传感器实现了一种近距离可见光通信方法，并设计了相应的协议

6、。其基本原理是分别利用智能手机自带的摄像头和光照传感器作为信息接收端，分别接收来自手机屏幕和闪光灯的信息，从而实现信息交互。本文首先研究了基于LED闪光灯以及光照传感器作为信息传输手段的可能性，然后提出了一种STM（StateTransactionModulation）调制的可见光编码调制方法，该方法在保证误码率的同时，相比于传统可见光OOK、PWM、PIM等编码调制方法，提高了信号传输的吞吐量。最后本文测试了传输速率，传输距离以及可见光角度对三种调制方法的影响。在实现单向通信的基础上，本文提出利用二维码扫描实现反向通信。QR编码由于识读方便，信息容量

7、大等优点被广泛应用于各行各业。但是在智能手机上显示的QR编码需要在一定背景光强下才能被扫描识读，而现有的屏幕亮度调节并不智能。本文提出了一种基于可见光反馈自适应调节屏幕亮度，提高QR编码识别率的方法。当扫描端手机无法识i万方数据浙江工业大学硕士学位论文别二维码时会向显示端发送一个光控制信息。显示端一旦收到匹配的光控制信息，逐步调亮显示屏的背景亮度直到扫描端识读QR信息。最后，本文将以上功能整合成一个智能手机应用程序的形式，设计并实现一个基于可见光的近场通信系统。本系统将可见光作为传输媒介，主要实现了如下功能：（1）文本传输、身份识别、消息验证；（2）作

8、为一种新的付款方式或者解锁方式；（3）在保证手机能耗的前提下提高QR码的识别率。同时，本文的工