LEDs assisted navigation in connected cars

Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrónica e TelecomunicaçõesAlternative wireless technologies are needed due to the increasing traffic demand and the shortage of RF band. VLC uses the visible light spectrum to encode and transmit information and is a complement to RF, providing additional bandwidth. Traffic lights are the main infrastructures to control access to roads and will soon be replaced by more efficient structures to improve traffic management. The goal of this dissertation is the characterization and test of communication links based on VLC technology for road management applications. Transmitters of the VLC link are tetrachromatic white LEDs used for illumination and data transmission. The characterization of the optical transmitter system is done through MATLAB simulations, using the Lambertian model. Receivers based on a-SiC:H/a-Si:H photodiodes with selective spectral sensitivity are used to. The studied scenario is a crossroad formed by five cells, with a LED at each corner providing a certain coverage and forming nine footprints. The OOK modulation was used, and the transmitted message follows a 64-bit frame structure. The coverage map and footprint map were obtained as outputs. A calibration curve was used in the encoding and decoding process. Two trajectories were tested: vehicle moving from West to East and from West to North. The encoded process was successful, proving that the simulation tool developed produces valid results. The decoding process was successful with the simulated results but not so much with the signals measured in the laboratory. The red LED/channel presented the least error followed by the green, since these are more distinguishable. The blue and violet LED/channel are less distinguishable and presented the most errors. Adjusting the calibration curve or implementing error detection mechanism are proposed as solutions. A GUI was developed to enable easy interaction between the user and the simulation tool.Devido ao aumento da procura de tráfego e diminuição da banda RF disponível são necessárias tecnologias sem fios alternativas. O VLC utiliza o espetro visível para codificar e transmitir informação, sendo um complemento ao RF fornecendo largura de banda adicional. Os semáforos são as principais infraestruturas de controlo de acesso às estradas e serão eventualmente substituídas por estruturas mais eficiente para melhorar a gestão do trânsito. O objetivo desta dissertação é a caracterização e teste da comunicação utilizando a tecnologia VLC em aplicações de gestão rodoviária. Os transmissores usados para iluminação e comunicação são LEDs tetra-cromáticos. A caracterização do transmissor ótico foi realizada em MATLAB usando o modelo Lambertiano. O recetor utilizado é um foto-detetor baseado em estruturas pin de a-SiC:H e a-Si:H que apresentam sensibilidade espectral seletiva. O cenário estudado é um cruzamento formado por cinco células, com um LED em cada canto, proporcionando uma cobertura específica e formando em conjunto nove footprints. Foi usada a modulação OOK e a mensagem enviada utiliza uma estrutura de 64 bits. Como resultados, foram obtidos mapas de cobertura e de footprints. A curva de calibração foi usada para o processo de codificação e descodificação. Foram testadas duas trajetórias: veículos provenientes de Oeste para Este e de Oeste para Norte. O processo de codificação foi bem-sucedido, mostrando que a ferramenta de simulação desenvolvida produz resultados válidos. O processo de descodificação foi bem-sucedido para os resultados simulados, mas apresenta erros para as medidas laboratoriais. O LED/canal vermelho apresentou menos erros, seguido do verde pois estes são mais distinguíveis. O azul e o violeta são menos distinguíveis, apresentando mais erros. As soluções propostas são ajustar a curva de calibração ou implementar de mecanismos de deteção de erros. Foi desenvolvida uma interface gráfica para facilitar a interação entre utilizador e ferramenta de simulação.info:eu-repo/semantics/publishedVersio