CN105406916A - 通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法 - Google Patents

通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法。可见光通信用户外接装置包括光接收模块、解调模块、接口模块、调制模块和光发送模块；光接收模块和解调模块用于接收环境中的可见光信号并将其转化成用户终端可用的数字信号；接口模块用于实现解调模块、调制模块与用户终端之间的数字信号传输；调制模块和光发送模块用于将来自用户终端的数字信号转化成可见光信号向外界发送。通信终端是采用上述可见光通信用户外接装置的通信终端；通信方法是利用上述可见光通信用户外接装置进行可见光双向通信的方法。本发明可见光通信用户外接装置与用户终端连接，辅助用户终端通过可见光信号实现双向语音通信和上网功能。

Description

通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法
技术领域
本发明属于可见光通信领域，更具体地说，本发明涉及一种通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法。
背景技术
光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。可见光通信系统利用可见光进行通信和数据传输，可见光特有的特性使其在传输信息的时候不会带来电磁干扰，也不会被其他大型设备所影响，因此具有极佳的抗干扰性。近年来，可见光通信作为一种全新的通信技术吸引了国内外众多研究人员开展实用化研究，目前已经取得了可喜的进展。
可见光通信的实现方法是：给普通的LED灯装上微芯片，控制LED灯每秒闪烁数百万次，灯亮时代表1，灯灭时代表0，即可将二进制数据快速编码成灯光信号，通过LED灯进行发射；虽然人眼觉察不到LED灯的快速闪烁，但是光敏传感器却可以接收到这些变化，因此，以光敏传感器作为信号接收器，就能够准确接收到灯光信号并将其转化成电信号，从而完成二进制数据的有效传输。
但是，现有的手机、电脑等用户终端大多未设置可见光通信装置，或者仅设有单向可见光通信装置，因此都无法实现可见光双向通信，这无疑大大限制了可见光通信的实际应用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可见光通信用户外接装置及其通信方法，以辅助用户终端实现与通信网络之间的双向通信，推动可见光通信的实际应用；本发明还提供一种使用上述可见光通信用户外接装置的通信终端。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种可见光通信用户外接装置，其包括光接收模块、解调模块、接口模块、调制模块和光发送模块；光接收模块用于接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号；解调模块与光接收模块连接，用于将光接收模块转化出的电信号进一步转化成用户终端可用的数字信号；接口模块与解调模块、调制模块分别连接，并设有用户接口，其用于实现解调模块、调制模块与用户终端之间的数字信号传输；调制模块用于将来自用户终端的数字信号转化成电信号并传输给光发送模块；光发送模块与调制模块连接，用于将调制模块转化出的电信号转化成可见光信号向外界发送。
优选地，所述可见光通信用户外接装置还包括判断模块，判断模块与光接收模块、解调模块及接口模块分别连接，用于根据光接收模块转化出的电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号，还用于根据解调模块转化出的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射，并用于依据以上两个判断结果、通过接口模块向用户终端发送控制信号，对用户终端的可见光通信状态、无线电波通信状态进行切换和控制。
优选地，所述光接收模块为光敏传感器。
优选地，所述光发送模块为由驱动电路控制的LED。
优选地，所述接口模块的用户接口为USB接口或耳机插头。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种可见光通信用户外接装置的通信方法，其包括以下步骤：
接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号；
将电信号转化成用户终端可用的数字信号；
开启用户终端的可见光对外通信，将可见光信号转化成的数字信号发送给用户终端；
接收用户终端发出的数字信号，并将其转化成可见光信号向外界发送。
优选地，在开启用户终端的可见光对外通信之前，用户终端处于只接收而不发射可见光信号的状态，并通过无线电波对外通信。
优选地，在接收可见光信号并将其转化成电信号后，需要根据电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，将系统可用的可见光信号转化成的电信号转化成用户终端可用的数字信号；如否，保持用户终端的通信状态不变，并继续接收可见光信号且将其转化成电信号。
优选地，在开启用户终端的可见光对外通信之前，需要根据电信号转化成的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射：如是，则关闭用户终端的无线电波发射，同时开启可见光对外通信；如否，则降低用户终端的无线电波发射功率，同时开启可见光对外通信。
优选地，在开启用户终端的可见光对外通信之后，需要持续判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，则保持用户终端的通信状态不变；如预定时长内未接收到系统可用的可见光信号，则关闭用户终端的可见光对外通信，恢复为正常功率的无线电波对外通信。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种通信终端，其包括用户终端和可见光通信用户外接装置，用户终端通过无线电波或数据线与通信网络进行通信；所述可见光通信用户外接装置为上述任一段落所述的可见光通信用户外接装置，其与用户终端连接，辅助用户终端实现与通信网络的可见光双向通信。
优选地，所述用户终端为手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑，其设有外接接口，可见光通信用户外接装置通过用户接口与用户终端的外接接口连接。
与现有技术相比，本发明可见光通信用户外接装置与用户终端连接，辅助用户终端通过可见光信号实现双向语音通信和上网功能，同时还可实现在可见光通信时关闭或者降低用户终端的无线电波发射功能，以满足电磁兼容敏感环境的要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明可见光通信用户外接装置、可见光通信用户外接装置的通信方法、使用所述可见光通信用户外接装置的通信终端及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明通信终端与通信网络的可见光双向通信示意图。
图2为本发明可见光通信用户外接装置的一个实施方式的结构示意图。
图3为本发明可见光通信用户外接装置的通信方法的一个实施流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明通信终端包括用户终端20和与用户终端20连接的可见光通信用户外接装置10。可见光通信用户外接装置10辅助用户终端20实现与可见光通信收发装置30之间的可见光双向通信，进而实现与通信网络40的双向通信。用户终端20可以是手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等，通信网络40可以是internet或局域网等。
请参阅图2，本发明可见光通信用户外接装置10包括光接收模块11、解调模块12、接口模块14、调制模块16、光发送模块17和判断模块19。
光接收模块11用于接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号。解调模块12与光接收模块11连接，用于将光接收模块11转化出的电信号进一步转化成用户终端20可用的数字信号。
接口模块14与解调模块12、调制模块16分别连接，并设有用户接口，如USB接口或耳机插头。用户接口可与用户终端20的外接接口连接，如USB插孔或耳机孔。接口模块14用于实现解调模块12、调制模块16与用户终端20之间的数字信号传输，具体来说，接口模块14用于将解调模块12转化成的数字信号传输给用户终端20，并将用户终端20发出的数字信号传输给调制模块16。
调制模块16用于接收接口模块14传输的、来自用户终端20的数字信号，并将数字信号转化成电信号传输给光发送模块17。光发送模块17与调制模块16连接，用于将调制模块16转化出的电信号转化成可见光信号向外界发送。
判断模块19与光接收模块11、解调模块12及接口模块14分别连接，用于根据光接收模块11转化出的电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号，还用于根据解调模块12转化出的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射，并用于依据以上两个判断结果、通过接口模块14向用户终端20发送控制信号，对用户终端20的可见光通信状态、无线电波通信状态进行切换和控制。
在具体实施时，光接收模块11优选为光敏传感器，光发送模块17优选为由驱动电路控制的LED，解调模块12、调制模块16和判断模块19可以集成在同一块电路板上。
请参阅图3，本发明可见光通信用户外接装置的通信方法包括以下步骤：
S50，接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号；此时，用户终端30处于只接收而不发射可见光信号的状态，并通过无线电波对外通信；
S51，根据电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，进入步骤S52；如否，保持用户终端30的通信状态不变，返回步骤S50；
S52，将系统可用的可见光信号转化成的电信号转化成用户终端可用的数字信号；
S53，根据电信号转化成的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射：如是，进入步骤S54，如否，进入步骤S55；
S54，关闭用户终端30的无线电波发射，同时开启可见光对外通信，并将可见光信号转化成的数字信号发送给用户终端，之后进入步骤S56；
S55，降低用户终端30的无线电波发射功率，同时开启可见光对外通信，并将可见光信号转化成的数字信号发送给用户终端，之后进入步骤S56；
S56，接收用户终端30发出的数字信号，并将其转化成可见光信号向外界发送；
S57，开启用户终端30的可见光对外通信之后，需要持续判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，则保持用户终端30的通信状态不变；如预定时长内未接收到系统可用的可见光信号，则关闭用户终端30的可见光对外通信，恢复为正常功率的无线电波对外通信，并返回步骤S50。
与现有技术相比，本发明通信终端、可见光通信用户外接装置及其通信方法至少具有以下优点：
1)可见光通信用户外接装置10可接收和发送编码调制的可见光信号，可将接收到的系统可用的可见光信号转换成数字信号传送到用户终端30，还可将用户终端30发送的数字信号转换成编码调制的可见光信号对外发送；
2)可见光通信用户外接装置10未收到系统可用的可见光信号时，用户终端30处于只接收而不发射可见光信号的状态，并通过无线电波对外通信；在可见光通信用户外接装置10收到系统可用的可见光信号后，用户终端30可通过可见光通信用户外接装置10实现可见光双向通信；
3)通过将可见光通信用户外接装置10的判断模块19与用户终端30相配合，可实现在可见光通信状态时降低用户终端30的无线电波发射功率，以满足电磁兼容敏感环境的要求；
4)通过将可见光通信用户外接装置10的判断模块19与用户终端30相配合，还可实现在可见光通信状态时关闭用户终端30的无线电波发射功能，以满足电磁兼容敏感环境的要求；
5)适用于手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等各种用户终端30。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (12)

1.一种可见光通信用户外接装置，其特征在于：包括光接收模块、解调模块、接口模块、调制模块和光发送模块；光接收模块用于接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号；解调模块与光接收模块连接，用于将光接收模块转化出的电信号进一步转化成用户终端可用的数字信号；接口模块与解调模块、调制模块分别连接，并设有用户接口，其用于实现解调模块、调制模块与用户终端之间的数字信号传输；调制模块用于将来自用户终端的数字信号转化成电信号并传输给光发送模块；光发送模块与调制模块连接，用于将调制模块转化出的电信号转化成可见光信号向外界发送。
2.根据权利要求1所述的可见光通信用户外接装置，其特征在于：还包括判断模块，判断模块与光接收模块、解调模块及接口模块分别连接，用于根据光接收模块转化出的电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号，还用于根据解调模块转化出的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射，并用于依据以上两个判断结果、通过接口模块向用户终端发送控制信号，对用户终端的可见光通信状态、无线电波通信状态进行切换和控制。
3.根据权利要求1所述的可见光通信用户外接装置，其特征在于：所述光接收模块为光敏传感器。
4.根据权利要求1所述的可见光通信用户外接装置，其特征在于：所述光发送模块为由驱动电路控制的LED。
5.根据权利要求1所述的可见光通信用户外接装置，其特征在于：所述接口模块的用户接口为USB接口或耳机插头。
6.一种可见光通信用户外接装置的通信方法，其特征在于包括以下步骤：
接收环境中的可见光信号并将其转化成电信号；
将电信号转化成用户终端可用的数字信号；
开启用户终端的可见光对外通信，将可见光信号转化成的数字信号发送给用户终端；
接收用户终端发出的数字信号，并将其转化成可见光信号向外界发送。
7.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于：在开启用户终端的可见光对外通信之前，用户终端处于只接收而不发射可见光信号的状态，并通过无线电波对外通信。
8.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于：在接收可见光信号并将其转化成电信号后，需要根据电信号判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，将系统可用的可见光信号转化成的电信号转化成用户终端可用的数字信号；如否，保持用户终端的通信状态不变，并继续接收可见光信号且将其转化成电信号。
9.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于：在开启用户终端的可见光对外通信之前，需要根据电信号转化成的数字信号判断可见光信号是否要求关闭无线电波发射：如是，则关闭用户终端的无线电波发射，同时开启可见光对外通信；如否，则降低用户终端的无线电波发射功率，同时开启可见光对外通信。
10.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于：在开启用户终端的可见光对外通信之后，需要持续判断所接收的可见光信号是否为系统可用的可见光信号：如是，则保持用户终端的通信状态不变；如预定时长内未接收到系统可用的可见光信号，则关闭用户终端的可见光对外通信，恢复为正常功率的无线电波对外通信。
11.一种通信终端，包括用户终端和可见光通信用户外接装置，用户终端通过无线电波或数据线与通信网络进行通信；其特征在于：所述可见光通信用户外接装置为权利要求1至5中任一项所述的可见光通信用户外接装置，其与用户终端连接，辅助用户终端实现与通信网络的可见光双向通信。
12.根据权利要求11所述的通信终端，其特征在于：所述用户终端为手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑，其设有外接接口，可见光通信用户外接装置通过用户接口与用户终端的外接接口连接。
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