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1、浙江大學信息科學與工程學院碩士學位論文光供電及光操控傳感系統(tǒng)姓名：楊銳文申請學位級別：碩士專業(yè)：光學工程指導教師：GunnarBoettger;何建軍20080618浙江大學碩士學位論文摘要本論文設(shè)計及架構(gòu)了一套遠程光供電及光操控傳感系統(tǒng)，論文討論及分析了系統(tǒng)的絕大部分設(shè)計。該系統(tǒng)是在德國卡爾斯魯厄大學高頻及量子電子所架構(gòu)的。由于時間限制，這套系統(tǒng)還沒完成，剩下的工作將會由接手這個項目的同事完成。但是，我們提出了世界第一套多功能雙向傳輸光供電系統(tǒng)，并且這個系統(tǒng)架構(gòu)吸引了寶馬、Areva等世界知名公司注意。這套系統(tǒng)包括控制基站、光纖鏈接部分和遠端單元三部分。系統(tǒng)的主要原理：控制基站調(diào)制激光二極
2、管產(chǎn)生調(diào)制光，調(diào)制光通過光纖實現(xiàn)遠端單元的供電和操控。而遠端單元調(diào)制VCSEL二極管傳輸傳感數(shù)據(jù)或圖片數(shù)據(jù)回控制基站。系統(tǒng)具有易于操控的液晶屏&遙控界面，用戶可通過基于MSP430和Nokia6610液晶屏的圖像控制菜單控制整套系統(tǒng)。專門設(shè)計的可調(diào)節(jié)激光驅(qū)動電路板完全兼容于液晶屏&搖桿開發(fā)板，開發(fā)板可以直接控制激光驅(qū)動的各個模塊。激光驅(qū)動可以輸出i00mA到4A的連續(xù)電流，也可以輸出i00mA到600mA的調(diào)制電流，并且調(diào)制電流和連續(xù)電流可以隨意組合成不同調(diào)制形式的輸出電流。輸出電流最高可被調(diào)制至400M}lz。810nm的高功率激光二極管作為控制基站的光發(fā)射機。數(shù)據(jù)信號作為交流分量疊加在直
3、流分量上，然后傳輸?shù)焦夤╇娺h端實現(xiàn)雙向傳輸。在遠端單元部分，多節(jié)光伏電池取代單節(jié)光伏電池完成光電轉(zhuǎn)換。信號提取電路分離光伏電池產(chǎn)生的交流分量和直流分量，交流分量是控制基站控制遠端單元的信號，直流分量供電遠端單元。MSP430微處理器進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)傳輸。處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶喴椎腣CSEL驅(qū)動電路，驅(qū)動電路直接驅(qū)動VCSEL二極管傳輸數(shù)據(jù)回控制基站。光電二極管和跨阻放大器組成控制基站的光接收機接收來自遠端單元的數(shù)據(jù)。在控制基站微處理器數(shù)據(jù)處理之后，遠端收集的數(shù)據(jù)將顯示在Nokia6610液晶屏顯示屏上。關(guān)鍵詞：光供電技術(shù)，控制基站，遠端單元，MSP430，雙向傳輸浙江大學碩十學位
4、論文Abstract，nlisthesispresentsaremote-opticallypoweredandcontrolledsensorplatform，anditalsodiscussesandanalysesmostofdesignsinthesystem．ThissystemisdesignedintheInstituteofHigh—frequencyandQuantum—electronics(IHQ)ofUniversityofKarlsruhe．Duetotimelimit，thesystemhasnotbeencompleted．Theunfinishedworkwi
5、llbefinishedbymycolleaguewhowilltakeoverthisproject．However，wehaveproposedthefirstmulti—functionalbidirectionaltransmissionsystembasedonpoweroverfibertechnology,andthisstructurehasattractedsomefamouscompaniessuchasBMW，ArevaandSOon．Ttlissystemismadeupofbasestation，fiberlinkandremoteunit．Thebasestati
6、onpowersandcontrolstheremoteunitoverfiberbymodulatinghighpowerlasel"diode，andtheremoteunitsendsallsensordataandvideodatabacktothebasestationbymodulatingVCSELdiode．ThesystemhasaLCD&Joystickinterface．AfriendlygraphicalcontrolmenuforMSP430andNokia6610LCDhasbeendevelopedforuserstocontroltheremoteunitby
7、joystick．Anadjustablelaserdriverhasalsobeendeveloped，whichCanemitfrom100mAto4AC：Wcurrentandfrom100mAto600mAmodulatedcurrent．TheoutputcurrentCanbemodulatedupto400MHz．Acheaphighpowerlaserdiodeisusedtopowerand
