CN105761592A - 可见光通信演示教具 - Google Patents

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陈泉润
崔钊
郑伟波
张涛
李茹
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中国科学院上海技术物理研究所
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    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/22Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for optics
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum

Abstract

本发明公开了一种可见光通信演示教具,发射机、接收机和音箱固定在机箱正面,外接蓝牙设备或3.5mm音频输入接口与发射机连接,反射镜可在机箱正面360°水平转动,外接12V,1A电源。信号由外接蓝牙设备或3.5mm音频输入接口送到发射机,发射机发出后由反射镜传输到接收机,经接收机解调后与音箱连接,发射机、接收机和音箱均连接到12V,1A电源。本可见光通信演示教具,结构简单,操作简便,互动性强,演示过程中形象有趣地展现了可见光作为电磁波的一种,可携带信号传输的过程,学生可以外连个人终端的音频信号,同时拨动发射镜改变光路来体会技术的原理,使教学过程中有效激发学生兴趣,易于掌握可见光通信传输信号的原理。

Description

可见光通信演示教具

技术领域

[0001]本发明涉及一种教具,特别是一种可见光通信的演示教具。

背景技术

[0002]光波在生活中无处不在,其作为物理学中最重要的分支之一,是教学过程中不可缺少的重要环节。可见光通信作为当前国内外无线领域的研究热点,其信号传播的载体正是光波。运用恰当的演示教具,既能培养学生的观察能力、理解能力,又能帮助他们分析、思维等能力的提高,更容易为学生提供跨学科,探索创新的机会。对于中学生而言,只要激发起他们学习的兴趣,他们就会以满腔的热情,积极主动地投入到学习中,课堂就会变得开放、活跃,气氛热烈,教学效果自然会倍增。对于大学生而言,提供一套新兴技术的演示系统,有利于他们直观理解技术的优劣,培养兴趣从而提供潜在的应用创新思路。可见光作为身边无处不在的资源,其具有宽带、绿色环保和无电磁辐射等优点,同时顺应国家颁布的一系列节能减排政策,可见光通信未来将成为无线通信中重要的补充方案之一。通过这套演示系统,激发学生对该技术的兴趣,就会让学生主动探索该技术,从而深入理解技术的原理和优缺点,有利与国家培养该领域人才。

[0003]可见光作为电磁波的一种,其广泛用于照明。而当前无线接入网频谱资源十分紧张,并且电磁辐射制约其使用,人们迫切希望找到一种能够拓宽频谱资源,并且绿色环保的技术,因此可见光通信技术应运而生。可见光通信采用白光LED作为光源,利用LED灯光承载的高速明暗闪烁信号来传输信息,接收端采用光敏器件进行接收解调,可见光通信技术是照明与通信的深度耦合。由于该技术的发展历程较短,目前广大学生和民众还很难接触到此类新技术,具体技术过于复杂,通过本演示教具,可以让更多人了解该项技术。

发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种操作简易,互动性强,演示现象有趣的可见光通信演示教具。

[0005]为实现上述目的,一种可见光通信演示教具,包括蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口 1、发射机2、反射镜3、接收机4、音箱5和电源6;其中:

[0006]所述发射机2、接收机4、音箱5均与电源6连接;所述蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口 I与发射机2连接,将音频信号送到发射机2;蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口 I输入的信号对发射机2产生的IMHz三角波进行调制,调制产生的PffM信号对光源进行强度调制以可见光信号的形式发射出去;反射镜3将发射机2产生的可见光信号反射到接收机4;可见光信号经过接收机4聚光系统后,由接收机4的PIN光电探测器进行光电转换后,再经低噪声跨阻放大电路对信号进行放大,通过截止频率50KHz的RC低通滤波电路对声音信号恢复;所述接收机4与音箱5进行连接,将信号传输给音箱。

[0007]本发明有益效果在于:

[0008]本申请的可见光通信演示教具,结构简单,操作简便,互动性强,利用光波是一种电磁波的特性,把音频信号输入到发射机,发射机调制后的信号经过LED发射,音频信号就以光波形式传播,经过反射镜调整光路,接收机就能接收到携带信息的光波并解调,最后通过音箱播放接收到的音乐信号。演示过程中形象有趣地展现了可见光作为电磁波的一种,可携带信号传输的过程,学生可以外连个人终端的音频信号,同时拨动发射镜改变光路来体会技术的原理,使教学过程中有效激发学生兴趣,易于掌握可见光通信传输信号的原理。

附图说明

[0009]图1是可见光通信演示教具的结构音频传输打开示意图。

[0010]图2是可见光通信演示教具的结构音频传输关闭示意图。

[0011 ]图3是本发明具体实施方式的流程图。

具体实施方式

[0012]以下结合附图,对本发明作具体说明:

[0013]步骤1:打开机箱电源开关

[0014]步骤2:将手持终端与蓝牙设备(I)进行配对连接

[0015]步骤3:与蓝牙配对成功后,打开终端上音乐播放器,点击播放音乐

[0016]步骤4:转动反射镜(4)将光通路调至图1所示,音箱进行音乐播放

[0017]步骤5:转动反射镜(4)将光通路调至图2所示,若没有发射机光线进入接收机,音乐播放将停止。

Claims (1)

1.一种可见光通信演示教具,包括蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口(1)、发射机(2)、反射镜(3)、接收机(4)、音箱(5)和电源(6);其特征在于: 所述发射机(2)、接收机(4)、音箱(5)均与电源(6)连接;所述蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口( 1)与发射机(2)连接,将音频信号送到发射机(2);蓝牙设备或者3.5mm音频输入接口( 1)输入的信号对发射机(2)产生的IMHz三角波进行调制,调制产生的PffM信号对光源进行强度调制以可见光信号的形式发射出去;反射镜(3)将发射机(2)产生的可见光信号反射到接收机(4);可见光信号经过接收机(4)聚光系统后,由接收机(4)的PIN光电探测器进行光电转换后,再经低噪声跨阻放大电路对信号进行放大,通过截止频率50KHz的RC低通滤波电路对声音信号恢复;所述接收机(4)与音箱(5)进行连接,将信号传输给音箱。
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