CN105429704A - 用以可见光通信的可见光调制系统 - Google Patents

用以可见光通信的可见光调制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105429704A
CN105429704A CN201510859486.9A CN201510859486A CN105429704A CN 105429704 A CN105429704 A CN 105429704A CN 201510859486 A CN201510859486 A CN 201510859486A CN 105429704 A CN105429704 A CN 105429704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control circuit
modulation
circuit
visible light
led
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510859486.9A
Other languages
English (en)
Inventor
吕振彬
曹李莉
刘真富
平佳伟
宋哲
周雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute filed Critical Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute
Priority to CN201510859486.9A priority Critical patent/CN105429704A/zh
Publication of CN105429704A publication Critical patent/CN105429704A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用以可见光通信的可见光调制系统，连接于LED灯具的LED灯驱动电源与LED灯之间；包括电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路；所述电源控制电路用以将所述LED灯驱动电源输入的电处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路；所述控制电路MCU用以响应外部输入和/或根据预设的规则输出根据通信所需光信号的编码要求获得的调制信号至所述驱动电路；所述驱动电路用以将自所述控制电路MCU接收到的所述调制信号处理为相应的所需电信号输入至所述调制电路；所述调制电路用以响应所述电信号，以相应的调制频率和调制深度控制所述LED灯的亮暗。

Description

用以可见光通信的可见光调制系统
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种用以可见光通信的可见光调制系统。
背景技术
可见光通信(VLC,VisibleLightCommunication)是一种利用LED灯的快速响应特性，发出肉眼觉察不到的高速明暗闪烁信号，实现高速数据传输的新型绿色信息技术，可使LED照明设备具备“无线路由器”、“通信基站”、“网络接入点”甚至“GPS卫星”的功能，可应用于室内定位、交通信号灯通信、保密系统、潜艇、机舱等的多媒体应用。
响应国家节能号召，LED灯已广泛应用，但作为可见光通信的信号源，目前的LED灯并没有配备专门的可见光通信功能，随着可见光通信产业的大规模推进，原有的LED灯具全部替换显然是对资源的极大浪费，对其进行安全可行的改造是必然之举。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何利用LED灯来实现可见光通信。
为了解决这一技术问题，本发明提供了一种用以可见光通信的可见光调制系统，连接于LED灯具的LED灯驱动电源与LED灯之间；包括电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路；
所述电源控制电路用以将所述LED灯驱动电源输入的电处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路；
所述控制电路MCU用以响应外部输入和/或根据预设的规则输出根据通信所需光信号的编码要求获得的调制信号至所述驱动电路；
所述驱动电路用以将自所述控制电路MCU接收到的所述调制信号处理为相应的所需电信号输入至所述调制电路；
所述调制电路用以响应所述电信号，以相应的调制频率和调制深度控制所述LED灯的亮暗。
可选的，所述调制电路、LED灯以及LED灯驱动电源串联构成回路，且通过所述调制电路提供的阻抗的大小变化实现所述LED灯的亮暗。
可选的，所述电源控制电路进一步用以将输入的电进行降压处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路。
可选的，所述控制电路MCU输出的调制信号为高、低电平信号。
可选的，所述调制电路至少包括MOS场效应管，所述MOS场效应管与所述LED灯串联，且其栅极连接所述驱动电路。
可选的，所述驱动电路进一步用以对所述调制信号放大处理后得到所述电信号输入至所述调制电路。
本发明通过简单的线路设计，将电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路添加于原有的LED灯具中，即可实现对LED灯光亮度的调制，使得LED灯发出通信信号，作为可见光通信的前端发射电路，结构简单、形式灵活，可靠性高，适用于多种LED灯具。
附图说明
图1是本发明提供的用以可见光通信的可见光调制系统对外连接的示意图；
图2是本发明提供的用以可见光通信的可见光调制系统的示意图。
具体实施方式
以下将结合图1和图2对本发明提供的用以可见光通信的可见光调制系统进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
请参考图1，本发明提供了一种用以可见光通信的可见光调制系统，连接于LED灯具的LED灯驱动电源与LED灯之间；包括电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路；
所述电源控制电路用以将所述LED灯驱动电源输入的电处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路；
所述控制电路MCU用以响应外部输入和/或根据预设的规则输出根据通信所需光信号的编码要求获得的调制信号至所述驱动电路；
所述驱动电路用以将自所述控制电路MCU接收到的所述调制信号处理为相应的所需电信号输入至所述调制电路；
所述调制电路用以响应所述电信号，以相应的调制频率和调制深度控制所述LED灯的亮暗。
有关所述电源控制电路：
在本发明可选的实施例中，所述电源控制电路进一步用以将输入的电进行降压处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路。再进一步具体来说，所述电源控制电路接于LED灯驱动电源两端，将宽范围高压直流信号降压处理为低压稳定输出，分别为所述控制电路MCU和驱动电路提供电压。
再进一步来说，所述电源控制电路连接于LED灯驱动电源两端，目前为适应不同数量串联的LED灯，常用驱动电源的输出范围20V～80V之间，所以电源控制电路选用宽输入降压稳压电路，将直流高压电源降低为5V或3.3V输出，为所述控制电路MCU和驱动电路提供电压。
有关所述控制电路MCU：
在本发明可选的实施例中，所述控制电路MCU输出的调制信号为高、低电平信号。进一步来说，控制电路MCU根据光信号的不同编码要求，控制I/O管脚输出高低电平，电信号经驱动电路放大，进而控制调制电路的高速通断。可见，在本发明可选的实施例中，所述驱动电路进一步用以对所述调制信号放大处理后得到所述电信号输入至所述调制电路。
有关所述调制电路：
所述调制电路、LED灯以及LED灯驱动电源串联构成回路，且通过所述调制电路提供的阻抗的大小变化实现所述LED灯的亮暗。其中之一的可选方案为：所述调制电路至少包括MOS场效应管，所述MOS场效应管与所述LED灯串联，且其栅极连接所述驱动电路。该方案中选择MOSFET场效应管，它具有输入阻抗大，效应速度快的特点。
具体来说，所述调制电路的作用是调节可见光信号的调制深度，在控制调制开关高速通断的过程中，回路中的阻抗在高速变化，电路电流随之变化，LED灯的亮度也随之变化，负载阻抗值变化越大，电流变化越大，调制深度越大，即，所述调制电路，串联连接于LED恒流电路，决定可见光信号的调制深度，阻抗变化越大，调制深度越深。这样，就将二进制编码“0110001…”转化为LED灯光的亮度变化，通过灯光传输出去了，比如，0可用相对较暗的亮度来表示，1用相对较亮的亮度来表示，所以，本发明描述的LED灯的亮暗，并非特指绝对的亮与暗，可以是指相对的亮暗程度。
可见，所述电源控制电路连接于LED灯驱动电源两端，分别为所述控制电路和驱动电路提供电源，控制电路MCU输出控制信号经驱动电路放大，进而控制调制电路的阻抗高速变化，进而控制阻抗接入LED恒流电路的时间，就将有用信号叠加到LED灯光亮度的变化中，实现可见光通信。
除此以外，还需指出的是，本发明连接于原有LED灯具的驱动电源和LED灯之间，安装改造的工程难度较低，无需对LED灯具重新进行设计，适用于大多数LED灯具的情况。
综上所述，本发明通过简单的线路设计，将电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路添加于原有的LED灯具中，即可实现对LED灯光亮度的调制，使得LED灯发出通信信号，作为可见光通信的前端发射电路，结构简单、形式灵活，可靠性高，适用于多种LED灯具。

Claims (6)

1.一种用以可见光通信的可见光调制系统，连接于LED灯具的LED灯驱动电源与LED灯之间；其特征在于：包括电源控制电路、控制电路MCU、驱动电路和调制电路；
所述电源控制电路用以将所述LED灯驱动电源输入的电处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路；
所述控制电路MCU用以响应外部输入和/或根据预设的规则输出根据通信所需光信号的编码要求获得的调制信号至所述驱动电路；
所述驱动电路用以将自所述控制电路MCU接收到的所述调制信号处理为相应的所需电信号输入至所述调制电路；
所述调制电路用以响应所述电信号，以相应的调制频率和调制深度控制所述LED灯的亮暗。
2.如权利要求1所述的用以可见光通信的可见光调制系统，其特征在于：所述调制电路、LED灯以及LED灯驱动电源串联构成回路，且通过所述调制电路提供的阻抗的大小变化实现所述LED灯的亮暗。
3.如权利要求1所述的用以可见光通信的可见光调制系统，其特征在于：所述电源控制电路进一步用以将输入的电进行降压处理后供应至所述控制电路MCU与驱动电路。
4.如权利要求1所述的可见光通信的可见光调制系统，其特征在于：所述控制电路MCU输出的调制信号为高、低电平信号。
5.如权利要求1所述的可见光通信的可见光调制系统，其特征在于：所述调制电路至少包括MOS场效应管，所述MOS场效应管与所述LED灯串联，且其栅极连接所述驱动电路。
6.如权利要求1所述的可见光通信的可见光调制系统，其特征在于：所述驱动电路进一步用以对所述调制信号放大处理后得到所述电信号输入至所述调制电路。
CN201510859486.9A 2015-11-30 2015-11-30 用以可见光通信的可见光调制系统 Pending CN105429704A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510859486.9A CN105429704A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用以可见光通信的可见光调制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510859486.9A CN105429704A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用以可见光通信的可见光调制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105429704A true CN105429704A (zh) 2016-03-23

Family

ID=55507667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510859486.9A Pending CN105429704A (zh) 2015-11-30 2015-11-30 用以可见光通信的可见光调制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105429704A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093860A (zh) * 2016-07-18 2016-11-09 中国地质大学（武汉） 一种led室内定位发射系统
CN106211422A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 何样红 利用直流载波通信控制的led灯串控制器
CN107222952A (zh) * 2017-07-25 2017-09-29 中航联创科技有限公司上海分公司 用于可见光通信的led灯具通用编码器电路
CN107424246A (zh) * 2017-04-11 2017-12-01 京东方科技集团股份有限公司 可见光通信密码解锁装置及方法
CN111064513A (zh) * 2020-01-16 2020-04-24 新疆大学 可见光通信供能一体化网络架构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560831A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 华北水利水电大学 具有信息传输功能的照明设备及照明设备信息传输方法
CN203708541U (zh) * 2013-11-18 2014-07-09 北京格林曼光电科技有限公司 一种基于白光led照明的光通信装置
US20140321860A1 (en) * 2011-11-21 2014-10-30 Panasonic Corporation Lighting apparatus for visible light communication, and visible light communication system using the apparatus
CN104283612A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 松下电器产业株式会社 可见光通信装置、包括该装置的照明器具、以及照明系统
CN105050245A (zh) * 2015-06-15 2015-11-11 南京大学 高速led光通信调制器
CN105099567A (zh) * 2015-08-20 2015-11-25 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种基于白光led的可见光通信系统的发射装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140321860A1 (en) * 2011-11-21 2014-10-30 Panasonic Corporation Lighting apparatus for visible light communication, and visible light communication system using the apparatus
CN104283612A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 松下电器产业株式会社 可见光通信装置、包括该装置的照明器具、以及照明系统
CN103560831A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 华北水利水电大学 具有信息传输功能的照明设备及照明设备信息传输方法
CN203708541U (zh) * 2013-11-18 2014-07-09 北京格林曼光电科技有限公司 一种基于白光led照明的光通信装置
CN105050245A (zh) * 2015-06-15 2015-11-11 南京大学 高速led光通信调制器
CN105099567A (zh) * 2015-08-20 2015-11-25 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种基于白光led的可见光通信系统的发射装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106211422A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 何样红 利用直流载波通信控制的led灯串控制器
CN106093860A (zh) * 2016-07-18 2016-11-09 中国地质大学（武汉） 一种led室内定位发射系统
CN107424246A (zh) * 2017-04-11 2017-12-01 京东方科技集团股份有限公司 可见光通信密码解锁装置及方法
CN107424246B (zh) * 2017-04-11 2021-04-20 京东方科技集团股份有限公司 可见光通信密码解锁装置及方法
CN107222952A (zh) * 2017-07-25 2017-09-29 中航联创科技有限公司上海分公司 用于可见光通信的led灯具通用编码器电路
CN111064513A (zh) * 2020-01-16 2020-04-24 新疆大学 可见光通信供能一体化网络架构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105429704A (zh) 用以可见光通信的可见光调制系统
CN105517256A (zh) 一种智能led灯丝灯及其调光方法
CN206077758U (zh) 一种智能led灯
CN105025642A (zh) Led自适应调光教室灯及其控制方法
CN103218976A (zh) Led背光源驱动电路、led背光源及液晶显示器
CN105960671A (zh) 用于控制发光二极管阵列中的电流的电路和方法
CN205378286U (zh) 一种智能led灯丝灯
CN102316621A (zh) 一种降低pwm调光电路emi的方法及装置
CN203872404U (zh) 通过可控硅调光器进行调光调色的led驱动电源的电路结构
CN106922052A (zh) 一种兼容电压调光与pwm调光的led灯控制装置
CN107172746A (zh) 一种基于pwm调光的led灯具无线控制系统
CN203872402U (zh) 一种多档可调光led驱动电源的电路结构
CN103137079A (zh) 一种led背光模块恒流驱动装置
CN107846756B (zh) Led调光装置
CN203734893U (zh) 基于Z-wave网络的LED灯具智能控制器及其控制系统
US11291092B2 (en) PWM dimming circuit with low stand-by power
CN203352865U (zh) 一种led调光系统
CN203784788U (zh) 一种led汽车日间行车灯
CN205160861U (zh) 一种led灯具无线控制系统
CN207969008U (zh) 一种双功能控制器
CN205883632U (zh) 一种led均匀混色调光驱动电路
CN205385644U (zh) 一种红外线智能控制电源系统
CN205491308U (zh) 一种led蓝牙智能控制器
CN203934039U (zh) 亮度声控照明装置
CN204906766U (zh) 整合照明及夜灯功能的led照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160323

RJ01 Rejection of invention patent application after publication