CN104038285A - 基于tcp/ip的室内可见光通信节点及双向通信系统 - Google Patents

Abstract

一种基于TCP/IP的可见光通信节点，包括反射端和接收端，接收端包括依次连接的光接收组件、光接收单元以及数字接收单元发射端包括依次连接的数字发射单元、光发射单元以及光发射组件。利用该节点组成一基于TCP/IP的可见光通信系统，与传统的广播式室内可见光通信系统相比，网络的吞吐量大幅提高。

Description

基于TCP/IP的室内可见光通信节点及双向通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种室内可见光通信的系统及方法。

背景技术

在使用LED作为光源的可见光通信系统中，对LED光源进行调制，使LED发射出带调制信号的可见光，带有PD的终端接收光信号之后进行自适应放大、滤波、解调等处理，最终通过电平判决器生成数字信号。但是，因为LED光源发出的是非相干光，无法提供稳定的载波，所以目前VLC链路主要采用光强调制(IM)和直接检测(DD)的方法，通信链路选择直射式数据连接。在考虑减少系统的复杂度和比较综合性能的基础上，本方案采用OOK调制方式来对LED光源进行调制。

光源的布局是影响系统性能的一个关键因素。光源布局需要考虑两个方面，一是组成白光LED阵列光源的内部LED灯的排布(个数及排列)；二是室内LED的整体布局(个数及室内分布)。通过两方面的合理布局可以使室内光分布同时满足照明和通信的需要。在室内VLC系统中，要使通信效果达到最优，应根据房间的大小以及室内设施，使房间内同一水平面上分布的光功率变化最小，尽量避免通信盲区的出现。由于行人、设备等的遮挡，会在接收机表面形成“阴影”，影响通信性能。对照明来讲，室内安装的照明灯越多，可以降低“阴影”效应，同时接收功率大大增加，但多个不同的光路径会使得ISI越严重。干扰主要由以下三个方面组成：①由于室内LED单元灯作为照明光源分布在不同空间位置，导致了不同的传输延迟，从而不可避免地产生干扰；②漫反射光引入的码间干扰；③相邻的LED单元灯在光照交叉区域不可避免地产生干扰。通常可采取以下措施来防范上述干扰问题的产生：室内光源一般有效照射范围不大，且可通过LED的合理布局减小光程差的影响，漫发射引入的光功率很小，PD接收到的直射光和全部漫射光的增益总和只比直射光的增益平均大0.5dB，只有在高通信速率时ISI才会对系统造成严重影响，通常通信速率在100Mb/s以下时，ISI对OOK的影响不大，至于在光照交叉区域中出现相互干扰的问题，可通过改变LED的调制深度和终端的判决器上的有效光强阈值来解决。当PD输出信号幅值小于阈值时将被认为无效信号，这样就可以很好地解决不同信号交叉的问题。在考虑减少系统的复杂度的基础上，本方案中每个房间只安装一个照明光源，或者每个房间的所有光源共用一个收发功能。当用户由于在照明光源覆盖的区域内运动而改变了它的位置时，将出现物理的移动性，从而不需要切换。

目前没有发现国内有同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供。本发明具体的技术方案如下：

一种基于TCP/IP的可见光通信节点，包括反射端和接收端；

发射端包括依次连接的数字发射单元、光发射单元以及光发射组件；其中，光发射组件包括一发光LED，数字发射单元包括依次连接的发射以太网控制器、发射信号处理器以及D/A转换器，D/A转换器与光发射单元连接；

发射以太网控制器用于接收以太网数据，并将以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理器；比特流中包含信道编码；发射信号处理器用于对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号；D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号并输出；光发射单元用于对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给光发射组件；光发射组件用于根据单极性功率信号发射可见光；

接收端包括依次连接的光接收组件、光接收单元以及数字接收单元；其中，光接收组件包括一光电探测器，数字接收单元包括依次连接的A/D转换器、接收信号处理器以及接收以太网控制器，光接收单元与A/D转换器连接；

光接收组件用于接收可见光，并将可见光转换为模拟信号；光接收单元用于对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号并输出，该数字信号为二进制数据；接收信号处理器用于对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流；接收以太网控制器用于接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

优选地，发射信号处理器包括依次连接的发射帧处理模块、前端编码FIFO模块、编码模块、后端编码FIFO模块、添加同步序列模块以及NRZ码调制模块；其中，发射帧处理模块与发射以太网控制器连接，NRZ码调制模块与D/A转换器连接；

发射帧处理模块用于对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；前端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式向编码模块发送数据；编码模块用于对数据进行编码；后端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经编码后的数据；添加同步序列模块用于对编码后的数据添加同步序列；NRZ码调制模块用于将数据调制成不归零码，输出数字信号。

优选地，接收信号处理器包括依次连接的同步模块、解调和检测模块、前端解码FIFO模块、解码模块、后端解码FIFO模块以及接收帧处理模块；其中，同步模块以及解调和检测模块分别与A/D转换器连接，接收帧处理模块与接收以太网控制器连接；

同步模块用于接收来自A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给解调和检测模块；解调和检测模块用于接收来自A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；前端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式向解码模块发送数据；解码模块用于对数据进行解码；后端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经解码后的数据；接收帧处理模块用于对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。

优选地，光发射单元包括依次连接的功率放大器和偏置器；其中，功率放大器与数字发射单元连接，偏置器与发光LED连接。

优选地，光接收单元包括依次连接的跨阻放大器、低通滤波器、普通放大器以及自动增益控制器；其中，跨阻放大器与光电探测器连接，自动增益控制器与数字接收单元连接。

优选地，光接收组件还包括滤波片和聚光透镜。

本发明的另一方面，提供一种基于TCP/IP的双向可见光通信系统，利用上述基于TCP/IP的可见光通信节点进行通信，在本通信方法中通信节点可以同时/分时进行光发射步骤和光接收步骤：

光发射步骤具体包括：

利用发射以太网控制器接收以太网数据，并将以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；比特流中包含信道编码；

利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；

利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；

利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；

利用发光LED根据单极性功率信号发射可见光；

光接收步骤具体包括：

利用光接收组件接收可见光，并将可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；

利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；

利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；

利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给接收以太网控制器；

利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

优选地，利用发射信号处理器对比特流进行处理并输出相应的数字信号的步骤具体为：

利用发射帧处理模块对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；

利用前端编码FIFO模块采用先入先出的方式向编码模块发送数据；

利用编码模块对数据进行编码；

利用后端编码FIFO模块采用先入先出的方式输出经编码后的数据；

利用添加同步序列模块对编码后的数据添加同步序列；

利用NRZ码调制模块将数据调制成不归零码，输出数字信号。

优选地，利用接收信号处理器对数字信号进行处理并输出相应的比特流的步骤具体为：

利用同步模块接收来自A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给解调和检测模块；

利用解调和检测模块接收来自A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；

利用前端解码FIFO模块采用先入先出的方式向解码模块发送数据；

利用解码模块对数据进行解码；

利用后端解码FIFO模块采用先入先出的方式输出经解码后的数据；

利用接收帧处理模块对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于TCP/IP的室内可见光通信节点及其方法，与传统的广播式室内可见光通信系统相比，网络的吞吐量大幅提高。

附图说明

图1为基于TCP/IP的可见光通信节点图；

图2为基于TCP/IP的室内可见光通信系统图；

图3为发射端的工作过程的流程图；

图4为接收端的工作过程的流程图；

图5为发射信号处理器的工作过程的流程图；

图6为接收信号处理器的工作过程的流程图；

图7为光发射步骤的流程图；

图8为光接收步骤的流程图。

具体实施方式

下面结合附图以实施例的方式详细描述本发明。

实施例1

如图1所示，一种基于TCP/IP的可见光通信节点，包括反射端和接收端；发射端包括依次连接的数字发射单元、光发射单元以及光发射组件；其中，光发射组件包括一发光LED，数字发射单元包括依次连接的发射以太网控制器、发射信号处理器以及D/A转换器，D/A转换器与光发射单元连接；发射以太网控制器用于接收以太网数据，并将以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理器；比特流中包含信道编码；发射信号处理器用于对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号；D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号并输出；光发射单元用于对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给光发射组件；光发射组件用于根据单极性功率信号发射可见光。

接收端包括依次连接的光接收组件、光接收单元以及数字接收单元；其中，光接收组件包括一光电探测器，数字接收单元包括依次连接的A/D转换器、接收信号处理器以及接收以太网控制器，光接收单元与A/D转换器连接；光接收组件用于接收可见光，并将可见光转换为模拟信号；光接收单元用于对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号并输出，该数字信号为二进制数据；接收信号处理器用于对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流；接收以太网控制器用于接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

并且在本实施例中，发射信号处理器包括依次连接的发射帧处理模块、前端编码FIFO模块、编码模块、后端编码FIFO模块、添加同步序列模块以及NRZ码调制模块；其中，发射帧处理模块与发射以太网控制器连接，NRZ码调制模块与D/A转换器连接；

发射帧处理模块用于对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；前端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式向编码模块发送数据；编码模块用于对数据进行编码；后端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经编码后的数据；添加同步序列模块用于对编码后的数据添加同步序列；NRZ码调制模块用于将数据调制成不归零码，输出数字信号。

在本实施例中，接收信号处理器包括依次连接的同步模块、解调和检测模块、前端解码FIFO模块、解码模块、后端解码FIFO模块以及接收帧处理模块；其中，同步模块以及解调和检测模块分别与A/D转换器连接，接收帧处理模块与接收以太网控制器连接；

同步模块用于接收来自A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给解调和检测模块；解调和检测模块用于接收来自A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；前端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式向解码模块发送数据；解码模块用于对数据进行解码；后端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经解码后的数据；接收帧处理模块用于对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。

此外，在本实施例中，光发射单元包括依次连接的功率放大器和偏置器；其中，功率放大器与数字发射单元连接，偏置器与发光LED连接。光接收单元包括依次连接的跨阻放大器、低通滤波器、普通放大器以及自动增益控制器；其中，跨阻放大器与光电探测器连接，自动增益控制器与数字接收单元连接。此外，光接收组件还包括滤波片和聚光透镜。

本实施例仅用于说明本发明提供的基于TCP/IP的通信节点的一种实施方式，以使本领域的技术人员能够实施本发明，并不对本发明的保护范围进行限制。

实施例2

在本实施例中，通过实施实施例1中的节点，组成了一种基于TCP/IP的可见光通信系统，该通信系统可以包括若干个节点及终端，具体在本实施例中，该节点体现为LED光源，如图2所示，即LED光源既包括发射端也包括接收端。具体在本实施例中，左边若干光源共用一个节点既一个发射端和接收端，右边若干光源共用一个节点既一个发射端和接收端。这样当左边或右边终端由于在各自照明光源覆盖的区域内运动而改变了它的位置时，将出现物理的移动性，从而不需要切换。若干节点均连接到以太网，并通过无线集线器连接到互联网，形成一基于TCP/IP的可见光局域网通信系统。同时，具体在本实施例中，该节点也体现为终端，如图2所示，即终端既包括发射端也包括接收端。

具体地，终端1想向终端5发送A信息并收取终端5返回的B信息，具体步骤为，终端1发出一信号A，终端1利用发射以太网控制器接收以太网信号A，并将以太网信号A转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；比特流中包含信道编码；利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；利用发光LED根据单极性功率信号发射可见光。具体如图3和图5所示。

覆盖终端1的LED光源接收端光接收步骤为，利用光接收组件接收可见光，并将可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、二次放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给接收以太网控制器；利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网信息A并输出至无线集线器。具体如图图3和图6所示。

覆盖终端5的LED光源利用发射以太网控制器接收无线集线器来的以太网信号A，并将以太网信号A转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；比特流中包含信道编码；利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；利用发光LED根据单极性功率信号发射可见光。具体如图4和图5所示。

终端5的接收端光接收步骤为，利用光接收组件接收可见光，并将可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、二次放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给接收以太网控制器；利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网信息A并输出至终端5。具体如图图4和图6所示。

终端5接收到信号A后，将终端1所需的信号B传输至终端1，具体步骤为，终端5发出一信号B，终端5利用发射以太网控制器接收以太网信号B，并将以太网信号B转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；比特流中包含信道编码；利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；利用发光LED根据单极性功率信号发射可见光。具体如图3和图5所示。

覆盖终端5的LED光源接收端光接收步骤为，利用光接收组件接收可见光，并将可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、二次放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给接收以太网控制器；利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网信息B并输出至无线集线器。具体如图图3和图6所示。

覆盖终端1的LED光源利用发射以太网控制器接收无线集线器来的以太网信号B，并将以太网信号B转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；比特流中包含信道编码；利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；利用发光LED根据单极性功率信号发射可见光。具体如图4和图5所示。

终端1的接收端光接收步骤为，利用光接收组件接收可见光，并将可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、二次放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给A/D转换器；利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给接收以太网控制器；利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网信息B并输出至终端1。具体如图图4和图6所示。

在本实施例中，利用发射信号处理器对比特流进行处理并输出相应的数字信号的步骤具体为：

利用发射帧处理模块对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；

利用前端编码FIFO模块采用先入先出的方式向编码模块发送数据；

利用编码模块对数据进行编码，该编码采用曼彻斯特编码或8B10B编码；

利用后端编码FIFO模块采用先入先出的方式输出经编码后的数据；

利用添加同步序列模块对编码后的数据添加同步序列；

利用NRZ码调制模块将数据调制成不归零码，输出数字信号。具体如图7所示。

在本实施例中，利用接收信号处理器对数字信号进行处理并输出相应的比特流的步骤具体为：

利用同步模块接收来自A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给解调和检测模块；

利用解调和检测模块接收来自A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；

利用前端解码FIFO模块采用先入先出的方式向解码模块发送数据；

利用解码模块对数据进行解码；

利用后端解码FIFO模块采用先入先出的方式输出经解码后的数据；

利用接收帧处理模块对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。具体如图8所示。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，包括发射端和接收端；

所述发射端包括依次连接的数字发射单元、光发射单元以及光发射组件；其中，所述光发射组件包括一发光LED，所述数字发射单元包括依次连接的发射以太网控制器、发射信号处理器以及D/A转换器，所述D/A转换器与所述光发射单元连接；

所述发射以太网控制器用于接收以太网数据，并将所述以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给所述发射信号处理器；所述比特流中包含信道编码；所述发射信号处理器用于对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号；所述D/A转换器用于将数字信号转换为模拟信号并输出；所述光发射单元用于对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给所述光发射组件；所述光发射组件用于根据所述单极性功率信号发射可见光；

所述接收端包括依次连接的光接收组件、光接收单元以及数字接收单元；其中，所述光接收组件包括一光电探测器，所述数字接收单元包括依次连接的A/D转换器、接收信号处理器以及接收以太网控制器，所述光接收单元与所述A/D转换器连接；

所述光接收组件用于接收所述可见光，并将所述可见光转换为模拟信号；所述光接收单元用于对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给所述A/D转换器；所述A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号并输出，该数字信号为二进制数据；所述接收信号处理器用于对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流；所述接收以太网控制器用于接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

2.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，所述发射信号处理器包括依次连接的发射帧处理模块、前端编码FIFO模块、编码模块、后端编码FIFO模块、添加同步序列模块以及NRZ码调制模块；其中，所述发射帧处理模块与所述发射以太网控制器连接，所述NRZ码调制模块与所述D/A转换器连接；

所述发射帧处理模块用于对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；所述前端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式向编码模块发送数据；所述编码模块用于对数据进行编码；所述后端编码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经编码后的数据；所述添加同步序列模块用于对编码后的数据添加同步序列；所述NRZ码调制模块用于将数据调制成不归零码，输出数字信号。

3.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，所述接收信号处理器包括依次连接的同步模块、解调和检测模块、前端解码FIFO模块、解码模块、后端解码FIFO模块以及接收帧处理模块；其中，所述同步模块以及所述解调和检测模块分别与所述A/D转换器连接，所述接收帧处理模块与所述接收以太网控制器连接；

所述同步模块用于接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给所述解调和检测模块；所述解调和检测模块用于接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；所述前端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式向解码模块发送数据；所述解码模块用于对数据进行解码；所述后端解码FIFO模块用于采用先入先出的方式输出经解码后的数据；所述接收帧处理模块用于对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。

4.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，所述光发射单元包括依次连接的功率放大器和偏置器；其中，所述功率放大器与所述数字发射单元连接，所述偏置器与所述发光LED连接。

5.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，所述光接收单元包括依次连接的跨阻放大器、低通滤波器、普通放大器以及自动增益控制器；其中，所述跨阻放大器与所述光电探测器连接，所述自动增益控制器与所述数字接收单元连接。

6.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点，其特征在于，所述光接收组件还包括滤波片和聚光透镜。

7.一种基于TCP/IP的双向可见光通信系统，利用如权利要求1所述的基于TCP/IP的可见光通信节点进行通信，其特征在于，所述节点可以同时/分时进行光发射步骤和光接收步骤：

所述光发射步骤包括：

利用发射以太网控制器接收以太网数据，并将所述以太网数据转换为比特流，再将比特流发送给发射信号处理模块；所述比特流中包含信道编码；

利用发射信号处理器对比特流进行处理，将信道编码转换为二进制数据，并输出相应的数字信号给D/A转换器；

利用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号输出到光发射单元；

利用光发射单元对模拟信号进行功率放大和偏置处理，输出一单极性功率信号给发光LED；

利用发光LED根据所述单极性功率信号发射可见光；

所述光接收步骤具体包括：

利用光接收组件接收所述可见光，并将所述可见光转换为模拟信号，再将模拟信号发送给光接收单元；

利用光接收单元对模拟信号依次进行放大、滤波、放大和增益处理，并将处理后的模拟信号发送给所述A/D转换器；

利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输出数字信号给所述接收信号处理器；该数字信号为二进制数据；

利用接收信号处理器对数字信号进行处理，将二进制数据转换为信道编码，并输出相应的比特流给所述接收以太网控制器；

利用接收以太网控制器接收比特流，并将比特流转换为以太网数据并输出。

8.根据权利要求7所述的基于TCP/IP的双向可见光通信系统，其特征在于，利用发射信号处理器对比特流进行处理并输出相应的数字信号的步骤具体为：

利用发射帧处理模块对比特流进行解MAC帧以及组建物理帧的处理，获取数据；

利用前端编码FIFO模块采用先入先出的方式向编码模块发送数据；

利用编码模块对数据进行编码；

利用后端编码FIFO模块采用先入先出的方式输出经编码后的数据；

利用添加同步序列模块对编码后的数据添加同步序列；

利用NRZ码调制模块将数据调制成不归零码，输出数字信号。

9.根据权利要求7所述的基于TCP/IP的双向可见光通信系统，其特征在于，利用接收信号处理器对数字信号进行处理并输出相应的比特流的步骤具体为：

利用同步模块接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并对模拟信号进行同步处理，再输出同步后的模拟信号给所述解调和检测模块；

利用解调和检测模块接收来自所述A/D转换器的模拟信号，并根据同步后的模拟信号进行解调和检测，获得数据；

利用前端解码FIFO模块采用先入先出的方式向解码模块发送数据；

利用解码模块对数据进行解码；

利用后端解码FIFO模块采用先入先出的方式输出经解码后的数据；

利用接收帧处理模块对数据进行解物理帧以及组建MAC帧的处理，再输出比特流。