| Form of studies |
Professional Bachelor |
| Title of the study programm |
Smart Electronic Systems |
| Title in original language |
Uz lāzera bāzēta brīvas telpas optisko sakaru sistēma |
| Title in English |
Laser-based free-space optical communication system |
| Department |
Faculty Of Computer Science Information Tehnology And Energy |
| Scientific advisor |
Andis Supe |
| Reviewer |
Jānis Braunfelds |
| Abstract |
Šī bakalaura darba mērķis ir izstrādāt un konstruēt funkcionējošu lāzera bāzes brīvās telpas optisko (FSO) sakaru sistēmu, izmantojot vienkāršas un lētas komponentes. Šādas tēmas izvēles motivācija ir pieaugošā radiofrekvenču (RF) sakaru kanālu noslodze un iespēja, ka FSO balstīta sakaru sistēma varētu darboties bez licencēšanas nepieciešamības.
Raidīšanas bloks sastāv no Arduino Uno mikrokontrollera kopā ar sarkanā lāzera diodes moduli KY-008. Signāls tiek pārraidīts, izmantojot ieslēgšanas-izslēgšanas kodēšanu (OOK). Šajā gadījumā lāzers tiek ieslēgts un izslēgts, tādējādi kodējot bināros bitus. Pārraides testa signāls ir 1023 bitu PRBS-10 secība, ko ģenerē 10 bitu lineārais atgriezeniskās saites reģistrs (LFSR) ar koeficientiem x¹⁰ + x⁷ + 1. Šāda veida secības bieži izmanto testēšanai telekomunikāciju sistēmās, jo tām piemīt pseidonejaušas īpašības, bet tās paliek pilnīgi deterministiskas, ļaujot saskaitīt visas bitu kļūdas, kad secība ir veiksmīgi saņemta.
Uztvērēja bloks sastāv no standarta, komerciāli pieejama polikristāliska silīcija saules paneļa ar izmēriem 99 × 69 mm, kas ir tieši piestiprināts pie otrā Arduino Uno analogās ieejas porta. Inicializācijas laikā automātiskā kalibrēšanas procedūra iestata noteikšanas slieksni atbilstoši pašreizējam apkārtējās vides apgaismojumam (mērīts luksos).
Sistēma tika testēta gan iekštelpās, gan ārā attālumos no 1 m līdz 50 m ar mainīgu apkārtējās vides apgaismojumu no aptuveni 2 luksiem (naktī) līdz 8000 luksiem (tiešā saules gaismā), kas tika mērīts ar viedtālruņa lietotni Light Meter. Pie noklusējuma bitu pārraides ātruma 25 biti sekundē un nakts apstākļos tika panākta uzticama darbība bez kļūdām līdz 15 m attālumam. Savukārt 50 m attālumā nomērītais bitu kļūdu līmenis (BER) sasniedza 3,8 %. Bitu pārraides ātruma palielināšana virs 29 bps izraisīja strauju bitu kļūdu pieaugumu saules paneļu detektora ierobežotās joslas platuma dēļ. LFSR secības ģenerēšanas, optiskās saites budžeta un lāzera redzamības atkarības no apkārtējās vides apgaismojuma simulācija tika veikta, izmantojot MATLAB programmatūru.
Secinājums ir tāds, ka polikristāliskā silīcija saules paneli var izmantot kā uztvērēju īsa attāluma, zema datu pārraides ātruma FSO sakariem ar aptuvenām kopējām sistēmas izmaksām 16,67 eiro.
Bakalaura darbs satur 53 lappusi, ieskaitot 21 attēlu, 13 tabulas, 7 pielikumus un 28 atsauces. |
| Keywords |
BEZVADU OPTISKĀ SAZIŅA BRĪVĀ TELPĀ, LĀZERA DIODE, BITU KĻŪDU ĪPATSVARS, PSEIDOGADĪJUMU BINĀRĀ SECĪBA, SAULES PANELIS, ARDUINO, MATLAB |
| Keywords in English |
FREE-SPACE OPTICAL COMMUNICATION, LASER DIODE, BIT ERROR RATE, PSEUDO-RANDOM BINARY SEQUENCE, SOLAR PANEL, ARDUINO, MATLAB |
| Language |
eng |
| Year |
2026 |
| Date and time of uploading |
27.05.2026 16:34:30 |
