Ich hatte an einen frequenzselektiven Verstärker gedacht, der nur die interessante(n) Frequenz(en) durchlässt und alles andere blockt. In erster Linie um Störeinflüsse (z.B. Strassenbeleuchtung, sonstige künstliche / natürliche Lichtquellen) zu filtern. Das resultierende Signal kann man gleichrichten und den Gleichspannungswert auswerten. Es wird wahrscheinlich ein Schwellwert genügen, also die Entscheidung ob die entsprechende LED gesehen wird oder nicht.
Will man mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, dann müsste man das mit ausreichender Trennschärfe 3 bzw. 4 Mal aufbauen. Oder man baut es nur einmal als Bandpass für die infrage kommenden Frequenzen auf, mischt evt. mit einer bekannter Frequenz und sieht nach, welche Schwebungsfrequenzen noch da sind. Konzeptionell gibt es da mehrere mögliche Varianten und wahrscheinlich nicht nur einen Weg der auch nach Rom führt.
Wenn sich eine zuverlässige und einfache Synchronisierung anbietet, würde ich gefühlsmäßig zu nur einer Frequenz im Zeitmultiplex tendieren, das gibt weniger Dreckeffekte im Analogteil.