CN106452577A - 一种可见光通信装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可见光通信装置、系统及方法。所述装置包括：控制模块以及转换模块；所述控制模块与所述转换模块连接；所述控制模块用于信号的调制与解调，以及控制所述转换模块进行光信号的接收或发送；所述转换模块用于接收或发送光信号，并进行光信号与电信号的相互转换。所述系统包括通过通信链路互相连接的如上文所述的可见光通信装置。所述方法可使所述系统实现可见光的双向通信。所述装置可解决现有技术中存在的系统复杂度较高、稳定性差且控制不够灵活的缺点。

Description

一种可见光通信装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种可见光通信装置、系统及方法。
背景技术
可见光通信系统上行链路的实现是可见光通信系统的难题之一。现行的可见光通信系统一般为LED-PD(发光二极管-光电探测器)，即只能单向通信。
为实现可见光的双向通信，则需解决可见光通信系统中的上行链路问题。现有技术中的解决方法可分为两类：1、收发两端均采用一对LED，其中一个LED用于发送，另一个LED用于接收。在整个通信系统上实现两条可见光通信链路，通过时分复用的方式控制两条链路进行通信；2、收发两端均采用一个LED，通过周期性控制LED两端的电压改变LED的工作状态即在发送与接收之间切换，利用波分复用器分离发送与接收的信号，从而实现双向通信。
然而，上述技术方案存在系统复杂度较高、稳定性差且控制不够灵活的缺点。
因此，如何提出一种装置或系统，以解决现有技术方案中存在的缺点，具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种可见光通信装置、系统及方法。
一方面，本发明实施例提出一种可见光通信装置，包括：控制模块以及转换模块；所述控制模块与所述转换模块连接；
所述控制模块用于信号的调制与解调，以及控制所述转换模块进行光信号的接收或发送；
所述转换模块用于接收或发送光信号。
本发明提出的可见光通信装置，由于将光信号的收发集成在了一个模块上，从而减轻了系统的链路压力；且所述控制模块1与切换模块2相互配合可使所述装置便捷地切换接收或发送光信号的状态，因此所述装置可解决现有技术中可见光双向通信系统复杂度较高、稳定性差且控制不够灵活的缺点。。
另一方面，本发明还提出一种可见光通信系统，包括：通过通信链路互相连接的两个如上文所述的可见光通信装置。
本发明提出的可见光通信系统，由于通信双方为相同的可见光通信装置，因此可保证可见光双向通信的稳定性。
最后，本发明还提出一种可见光通信方法，包括：
发起者将自身准备接收信息的接收状态转换为将要发送信息的发送状态，并向参与者发送请求信息后，再将发送状态转换为接收状态；
所述参与者接收到所述请求信息后，将自身的接收状态转换为发送状态，并向所述发起者回复确认信息后，再将发送状态转换为接收状态，从而使通信链路建立完成；
在通信链路建立完成后，所述参与者与所述接收者进行可见光通信。
本发明提出的可见光通信方法，由于发起者以及参与者需要切换自身的工作状态从而实现发送或接收光信号，因此适用于可见光通信的半双工通信装置或系统。。
附图说明
图1为本发明可见光通信装置实施例的结构示意图；
图2为本发明可见光通信系统实施例的结构示意图；
图3为本发明可见光通信系统实施例的工作流程示意图；
图4为本发明可见光通信方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明可见光通信装置实施例的结构示意图，参看图1，本实施例公开一种可见光通信装置，包括：控制模块1以及转换模块2；所述控制模块1与所述转换模块2连接；
所述控制模块1用于信号的调制与解调，以及控制所述转换模块2进行光信号的接收或发送；
所述转换模块2用于接收或发送光信号。
本发明提出的可见光通信装置，由于将光信号的收发集成在了一个模块上，从而减轻了系统的链路压力；且所述控制模块1与切换模块2相互配合可使所述装置便捷地切换接收或发送光信号的状态，因此所述装置可解决现有技术中可见光双向通信系统复杂度较高、稳定性差且控制不够灵活的缺点。
其中，所述转换模块2包括切换子模块21、发送子模块22、接收子模块23以及LED24；
所述LED24与所述切换子模块21连接，所述切换子模块21与所述发送子模块22、接收子模块23以及控制模块1连接，所述发送子模块22、所述接收子模块23分别与所述控制模块1连接；
所述切换子模块21用于使所述LED24与所述发送子模块22或接收子模块23连接；
所述发送子模块22用于传输调制信号；
所述接收子模块23用于光电信号的转换；
所述LED24用于接收光信号，以及将所述调制信号转换为光信号并传输所述光信号。
具体地，当装置需要发送信号时，所述控制模块1首先控制所述切换子模块21使得所述LED24与所述发送子模块22连接；所述控制模块1将产生的调制信号经所述发送子模块22传输给所述LED24，所述LED24将电信号转化为光信号，并传输至自由空间中。
当装置需要接收信号时，所述控制模块1首先控制所述切换子模块21使得所述LED24与所述接收子模块23连接；所述接收子模块23将所述LED24接收到的光信号转化为电信号后，将所述电信号传输给所述控制模块1进行解调。
所述控制模块1可以为例如FPGA(可编程数字逻辑控件)。
所述转换模块2为自制电路，其中，所述发送子模块22可以为LED直流驱动电路；所述接收子模块23可以为I-V转换电路；所述切换子模块21可以为单刀双掷开关电路。
本发明提供的可见光通信装置，相较于现有的半双工可见光通信装置，由于将LED对光信号的收发集成在一个模块上，因此使得LED将光信号的发送与接收有机地结合到了一起，从而避免了使用其它复杂器件。
图2为本发明可见光通信系统实施例的结构示意图，参看图2，本发明还提出一种可见光通信系统，包括：通过通信链路互相连接的两个如上文实施例所述的可见光通信装置。
本发明提出的可见光通信系统，由于通信双方为相同的可见光通信装置，因此可保证可见光双向通信的稳定性。
图3为本发明可见光通信系统实施例的工作流程示意图，参看图3，具体地，所述系统进行通信的步骤如下：
所述系统中的任一所述装置作为发起者向另一所述装置发送请求信息，在所述请求信息发送完毕后，所述发起者将自身工作状态转换为接收状态；
所述系统中的另一所述装置作为参与者在接收到所述请求信息后，转换自身工作状态为发送状态，并向所述发起者发送确认信息，在所述确认信息发送完毕后，所述参与者则将自身工作状态转换为接收状态；此时，通信链路建立完成。
在通信链路建立完成后，所述参与者与所述接收者则开始进行可见光通信。可以理解的是，所述系统中的所述装置作为半双工可见光通信装置，在进行可见光通信时，若当前状态为正在发送可见光信号，则无法同时接收可见光信号；若当前状态为正在接收可见光信号，则无法同时发送可见光信号。
具体地，当所述装置需要发送信号时，所述控制模块1首先控制所述切换子模块21使得所述LED24与所述发送子模块22连接；所述控制模块1将产生的调制信号经所述发送子模块22传输给所述LED24，所述LED24将电信号转化为光信号，并通过所述通信链路向另一装置发送所述光信号。
当装置需要接收信号时，所述控制模块1首先控制所述切换子模块21使得所述LED24与所述接收子模块23连接；所述接收子模块23将所述LED24接收到的光信号转化为电信号后，将所述电信号传输给所述控制模块1进行解调。
若所述发起者或参与者其中一方需要结束通信状态，则向另一方发送结束信息，在所述结束信息发送完成后，则将自身状态转换为接收状态；所述另一方接收到所述结束信息后，不对所述结束信息进行回复且使自身保持接收状态，从而使通信结束。
本发明提出的可见光通信系统，由于通信双方为相同的可见光通信装置，且采用了半双工的工作方式进行可见光通信，因此，不仅可保证可见光双向通信的稳定性，还可避免由于全双工可见光通信可能出现的光信号互相干扰的情况。
图4为本发明可见光通信方法实施例的流程如，参看图4，基于上述实施例，本发明还提出一种可见光通信方法，包括：
S1、发起者将自身准备接收信息的接收状态转换为将要发送信息的发送状态，并向参与者发送请求信息后，再将发送状态转换为接收状态；
S2、所述参与者接收到所述请求信息后，将自身的接收状态转换为发送状态，并向所述发起者回复确认信息后，再将发送状态转换为接收状态，从而使通信链路建立完成；
S3、在通信链路建立完成后，所述参与者与所述接收者进行可见光通信。
本发明提出的可见光通信方法，由于发起者以及参与者需要切换自身的工作状态从而实现发送或接收光信号，因此适用于可见光通信的半双工通信装置或系统。
具体地，如上述实施例中的所述系统中的任一所述装置可作为发起者，向另一所述装置发送请求信息，在所述请求信息发送完毕后，所述发起者将自身工作状态转换为接收状态；
所述系统中的另一所述装置作为参与者在接收到所述请求信息后，转换自身工作状态为发送状态，并向所述发起者发送确认信息，在所述确认信息发送完毕后，所述参与者则将自身工作状态转换为接收状态；此时，通信链路建立完成。
在通信链路建立完成后，所述参与者与所述接收者则开始进行可见光通信。
若所述发起者或参与者其中一方需要结束通信状态，则向另一方发送结束信息，在所述结束信息发送完成后，则将自身状态转换为接收状态；所述另一方接收到所述结束信息后，不对所述结束信息进行回复且使自身保持接收状态，从而使通信结束。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种可见光通信装置，其特征在于，包括：控制模块以及转换模块；所述控制模块与所述转换模块连接；
所述控制模块用于信号的调制与解调，以及控制所述转换模块进行光信号的接收或发送；
所述转换模块用于接收或发送光信号，并进行光信号与电信号的相互转换。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在，所述转换模块包括切换子模块、发送子模块、接收子模块以及LED；
所述LED与所述切换子模块连接，所述切换子模块与所述发送子模块、接收子模块以及控制模块连接，所述发送子模块、所述接收子模块分别与所述控制模块连接；
所述切换子模块用于使所述LED与所述发送子模块或接收子模块连接；
所述发送子模块用于传输调制信号；
所述接收子模块用于将接收到的光信号转换为电信号；
所述LED用于接收光信号，以及将所述调制信号转换为光信号并传输所述光信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块为可编程数字逻辑控件。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述切换子模块为单刀双掷开关电路；
所述发送子模块为LED直流驱动电路；
所述接收子模块为I-V转换电路。
5.一种可见光通信系统，其特征在于，包括通过通信链路互相连接的两个如权利要求1至4任一项所述的可见光通信装置。
6.一种可见光通信系统，其特征在于，包括：
发起者将自身准备接收信息的接收状态转换为将要发送信息的发送状态，并向参与者发送请求信息后，再将发送状态转换为接收状态；
所述参与者接收到所述请求信息后，将自身的接收状态转换为发送状态，并向所述发起者回复确认信息后，再将发送状态转换为接收状态，从而使通信链路建立完成；
在通信链路建立完成后，所述参与者与所述接收者进行可见光通信。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发起者或参与者任一方向另一方发送结束信息，并将自身发送状态转换为接收状态；
所述另一方接收到所述结束消息后，不对所述结束信息进行回复且使自身保持接收状态，从而使通信结束。
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