專(zhuān)利名稱(chēng)：基于白光led器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
白光LED器件具有低功耗、高使用壽命和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其輸出光功率和驅(qū)動(dòng)電流具有高響應(yīng)靈敏度，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信?？梢?jiàn)光通信(visible lightcommunication VLC)是基于白光LED器件的無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)。利用白光LED器件的高速響應(yīng)特性，在LED光源照明的同時(shí)，利用數(shù)據(jù)輸出模塊和偏置器，可以高速調(diào)制LED器件的輸出電流，通過(guò)輸出光強(qiáng)的改變進(jìn)行信息發(fā)送。 可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能夠和目前的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合?？梢?jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信開(kāi)發(fā)了可見(jiàn)光(波長(zhǎng)380nm-780nm)新頻譜資源，不受復(fù)雜電磁干擾影響，在照明的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)泛在通信，不受限的可見(jiàn)光頻譜資源能夠提供大容量的通信服務(wù)，在機(jī)場(chǎng)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、水下和礦井等特殊場(chǎng)景下應(yīng)用前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠不受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)大容量、高速的短距離通信服務(wù)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、發(fā)射端、接收端和信號(hào)輸出裝置，其中
所述發(fā)射端包括放大器、偏置器、LED電源和LED器件，所述接收端包括光電探測(cè)器和功率放大器；
所述信號(hào)采集裝置獲取系統(tǒng)需要傳輸?shù)男畔?聲音、視頻、數(shù)據(jù)等)；
所述放大器接收外部信號(hào)采集裝置輸出的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行負(fù)反饋放大，并將放大后的信號(hào)傳輸至偏置器；
所述偏置器接收LED電源的直流信號(hào)和上述放大后的信號(hào)，并進(jìn)行耦合處理，并將耦合處理后的電信號(hào)傳輸至LED器件；
所述LED器件將上述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絺鬏斨凉怆娞綔y(cè)
器；
所述光電探測(cè)器接收上述光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至所述功率放大
器；
所述功率放大器接收上述電信號(hào)，將上述電信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸至外部信號(hào)輸出
>j-U ρ α裝直。作為本發(fā)明的一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)所述LED器件選用藍(lán)光LED器件。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果1.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)采用LED器件進(jìn)行信息(聲音、視頻、數(shù)據(jù)等)的傳輸，可以實(shí)現(xiàn)照明和通信一體；
2.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)采用可見(jiàn)光進(jìn)行信息傳輸，不占用緊缺的頻譜資源；
3.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)采用可見(jiàn)光進(jìn)行信息傳輸，可以在短距離實(shí)現(xiàn)高速和大容量通信服務(wù)；
4.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)采用可見(jiàn)光進(jìn)行信息傳輸，在飛機(jī)、機(jī)場(chǎng)、礦井、醫(yī)院及水下等特殊場(chǎng)景，有應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)。


圖I是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的傳輸示 意 圖2是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)音頻發(fā)送端的電路不意 圖3是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的音頻發(fā)送端的電路模塊框 圖4是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的音頻接收端的電路不意 圖5是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的音頻接收端的電路模塊框 圖6是本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)LED發(fā)送信號(hào)的模擬光功率分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
如圖I所示，一種基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、發(fā)射端、接收端和信號(hào)輸出裝置，其中
所述發(fā)射端包括放大器、偏置器、LED電源和LED器件，所述接收端包括光電探測(cè)器和功率放大器；
所述信號(hào)采集裝置獲取系統(tǒng)需要傳輸?shù)男畔?聲音、視頻、數(shù)據(jù)等)；
所述放大器接收外部信號(hào)采集裝置輸出的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行負(fù)反饋放大，并將放大后的信號(hào)傳輸至偏置器；
所述偏置器接收LED電源的直流信號(hào)和上述放大后的信號(hào)，并進(jìn)行耦合處理，并將耦合處理后的電信號(hào)傳輸至LED器件；
所述LED器件將上述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絺鬏斨凉怆娞綔y(cè)
器；
所述光電探測(cè)器接收上述光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至所述功率放大
器；
所述功率放大器接收上述電信號(hào)，將上述電信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸至外部信號(hào)輸出>J-U ρ α裝直。如圖2和圖3所示，在具體實(shí)施例中，為了達(dá)到更好的效果，所述放大器包括三角波產(chǎn)生電路、放大電路和比較器，所述偏置器包括直流偏置電路和穩(wěn)壓電路；其中
所述三角波產(chǎn)生電路產(chǎn)生三角波信號(hào)，三角波信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路負(fù)載反饋放大后傳輸至比較器，并在所述比較器中與輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行幅值比較，比較器的輸出端產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；
脈沖寬度調(diào)制信號(hào)通過(guò)偏置器和LED電源產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行耦合，從而驅(qū)動(dòng)LED器
件；
在LED光源照明的同時(shí)，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)能夠影響LED器件的驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)制LED器件輸出光強(qiáng)的變化,進(jìn)而光信號(hào)隨著光場(chǎng)的覆蓋,實(shí)現(xiàn)自由空間光傳輸；
如圖6所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通過(guò)光場(chǎng)的空間覆蓋實(shí)現(xiàn)信息的攜帶，提升LED器件的輸出功率，可以降低環(huán)境噪聲的影響，可以增加系統(tǒng)的工作距離，在具體實(shí)施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)通信距離為2米的自由空間可見(jiàn)光通信。如圖4和圖5所示，在具體的實(shí)施例中，所述光電探測(cè)器包括光電二極管、一級(jí)放大電路和二級(jí)放大電路；
所述接收端的工作原理是所述光電探測(cè)器接收并檢測(cè)光場(chǎng)強(qiáng)度的變化，產(chǎn)生的光電流依次通過(guò)一級(jí)放大電路和二級(jí)放大電路，并輸出電信號(hào)至外接負(fù)載，負(fù)載上獲得的電信號(hào)隨著光場(chǎng)的強(qiáng)弱變化而相應(yīng)變化，并經(jīng)過(guò)功率放大器放大后傳輸至揚(yáng)聲器，從而接收端完成信息的采集、轉(zhuǎn)換和接收。作為本發(fā)明的一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)在具體實(shí)施例中，所述LED器件選用藍(lán)光LED器件，可以提升鏈路的傳輸速度。在具體實(shí)施例中，在接收端采用濾光、聚光等光學(xué)元件，可以提升鏈路的傳輸速度，增加器件的傳輸效率和能力。更進(jìn)一步的，該系統(tǒng)通過(guò)光場(chǎng)的空間覆蓋實(shí)現(xiàn)信息的攜帶，提升LED器件的輸出功率，可以降低環(huán)境噪聲的影響，可以增加系統(tǒng)的工作距離，所提出系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)通信距離為2米的自由空間可見(jiàn)光通信；
更進(jìn)一步的，該系統(tǒng)可以集成可見(jiàn)光傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明、通信和傳感一體化。
權(quán)利要求
1.一種基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置、發(fā)射端、接收端和信號(hào)輸出裝置，其特征在于所述發(fā)射端包括放大器、偏置器、LED電源和LED器件，所述接收端包括光電探測(cè)器和功率放大器； 所述信號(hào)采集裝置獲取系統(tǒng)需要傳輸?shù)男畔?聲音、視頻、數(shù)據(jù)等)； 所述放大器接收外部信號(hào)采集裝置輸出的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行負(fù)反饋放大，并將放大后的信號(hào)傳輸至偏置器； 所述偏置器接收LED電源的直流信號(hào)和上述放大后的信號(hào)，并進(jìn)行耦合處理，并將耦合處理后的電信號(hào)傳輸至LED器件； 所述LED器件將上述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絺鬏斨凉怆娞綔y(cè)器； 所述光電探測(cè)器接收上述光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至所述功率放大器； 所述功率放大器接收上述電信號(hào)，將上述電信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳輸至外部信號(hào)輸出>J-U裝直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，其特征在于所述LED器件選用藍(lán)光LED器件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端包括放大器、偏置器、LED電源和LED器件，所述接收端包括光電探測(cè)器和功率放大器。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于白光LED器件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)能夠不受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)大容量、高速的短距離通信服務(wù)。
文檔編號(hào)H04B10/10GK102811092SQ20121027664
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者王永進(jìn), 丁禮偉, 劉芳, 何穎潔, 朱洪波 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)