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基于LabVIEW的VLC-LED模组结温非接触式测量系统设计
一、引言
在现代通信技术中，随着数据传输速率的不断提高和无线通信技术的迅速发展，自然界中存在的光通信技术逐渐得到了广泛的关注，尤其是在短距离的室内通信中，采用可见光通信(VLC)技术配合白光LED提供光源以传输信息已经被认为是一项非常有前途的技术。其中VLC-LED模组，即可见光通信-发光二极管即通过发光二极管(LED)作为传输介质的一种新型通信技术。(1)
基于该技术的需求，我们需要从物理上来对LED的结温进行测量，以保证LED的长时间正常工作。本文将介绍一款用于VLC-LED模组的结温非接触式测量系统，该系统基于LabVIEW平台开发，具有实时性和高精度度特点。
二、VLC-LED模组结温测量
VLC-LED模组常规的通信工作模式是将照明LED和通信LED在开启和关闭状态之间切换以实现数据传输。(2,3)然而，由于LED的电学特性，LED在传输数据的过程中会产生热量，这会导致LED的结温升高，引起光衰，缩短LED的寿命。因此，LED的结温测量问题在VLC-LED通信领域中被广泛研究。(4,5)
传统的LED结温测量方法通过热电偶等传感器将温度信号转化为电信号并测量，但这种方式需要接触式的测量方式，对于VLC-LED通信中的LED而言，传感器的接触会对LED的通信效果产生影响。因此，非接触式的LED结温测量方法相对较为优越。
目前常用的非接触式的LED结温测量方法有热像仪、红外测温仪和光谱测温法等。其中，热像仪和红外测温仪对准LED表面进行测量，测量精度较差，而光谱测温法则需要复杂的计算过程。并且这些器具的价格昂贵，不易承受，对于小型企业来说缺少实际操作需求。
因此，本文提出一款基于LabVIEW平台的VLC-LED模组结温非接触式测量系统以高效地测量LED的结温。
三、系统设计
该系统由采集信号模块、预处理模块、信号处理模块和数据显示模块四个模块组成。
1.采集信号模块
在该模块中，使用光电二极管和电阻两组传感器对LED进行测量。光电二极管测量LED之间的光强，传感器测量LED工作时LED的电流和电压，采集得到的信号分为电信号和光信号。其中，光信号通过光电转换电成为电信号，由电信号与光信号组成原始输入信号。
2.预处理模块
在该模块中，对采集得到的原始输入信号进行预处理，以降低信噪比和提高测量精度。预处理方法包括程序升频、测量空白等。
3.信号处理模块
在该模块中，使用傅里叶变换等数字信号处理算法，对预处理的信号进行处理，提取出信号的幅度，相位，频率等信息，并计算出LED的结温。
4.数据显示模块
在该模块中，将信号处理模块提取出的结果通过数值和波形两种方式进行显示。由此，用户可以清晰地了解光强、电流、电压和LED的结温，并进行相应的调整。
四、实验结果
本系统针对不同LED模组进行了结温测量实验。实验结果表明：本系统能够实现对LED的结温非接触式测量，测量误差小于1℃，精度达到了较高的水平。同时，本系统具有实时性高、易于操作等优点，实验结果表明了该系统大大地缩短了LED结温的测量时间，并提高了测量的准确性和精度。
五、总结
本文介绍了一款用于VLC-LED模组的结温非接触式测量系统，该系统基于LabVIEW平台开发，由采集信号模块、预处理模块、信号处理模块和数据显示模块四个模块组成。该系统具有实时性好、精度高等优点，并且在实际应用中能够有效地对LED的结温进行测量。