CN106487449A - 一种光通信数字对讲机及其信号强度显示系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光通信数字对讲机及其光信号强度显示系统、方法。本发明通过部署光通信数字对讲机、灯端控制器和LED灯，使光通信数字对讲机通过红外上行光路发射脉冲串行信号到灯端控制器，灯端控制器通过测量接收到的信号脉冲宽度计算光信号强度信息，然后调制到LED灯上以下行可见光路发射，光通信数字对讲机接收通过接受LED等发射的可见光信号后经过转换后显示光信号强度。解决了无法得知光通信数字对讲机的信号强度的问题，使光通信数字对讲机的使用者能通过查看通信信号强度实时了解对讲机工作状况，增加对讲机使用的便利性。

Description

一种光通信数字对讲机及其信号强度显示系统、方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光通信数字对讲机及其信号强度显示系统、方法。

背景技术

近年来，发光二级管LED(Light-Emitting Diode)照明技术发展迅猛。与传统照明光源相比，白光LED不仅功耗低，使用寿命长，尺寸小，绿色环保，更具有调制性能好，响应灵敏度高等优点。利用LED的这种特性，它能用作照明的同时，还可以把信号调制到LED可见光束上进行数据传输，实现一种新兴的光无线通信技术，即可见光通信(Visible LightCommunication，VLC)技术。与传统射频无线技术相比，可见光通信可利用带宽高，具有更高的安全性和私密性，不产生电磁干扰，也无需相应频段的许可授权，能够以较低的成本实现高带宽高速率的无线通信接入。

光通信对讲机是可见光通信技术的一个典型应用。它可以应用在室内、坑道、船舶等传统无线通信受限场所，相对于传统的对讲机需要占用频段资源，而且需要办理执照方可使用，光通信对讲机的安全保密性更好，成本较低，但其存在难以用传统方法实现通信信号强度的显示的问题，又因光通信对讲机的光链路实现对角度和距离都有一定的限制条件，所以无法实现通信信号强度显示，将不利于产品的实用性。

所以有必要寻找一种实现光通信数字对讲机的信号强度显示的方法。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种光通信数字对讲机的信号强度显示系统及方法，解决了现有技术中光通信数字对讲机的光链路实现受角度和距离的限制，无法实现通信信号强度显示的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种光通信数字对讲机的信号强度显示系统，包括用于发射串行红外信号的光通信数字对讲机；用于测量接收到的红外信号脉冲宽度并计算通信信号强度信息的灯端控制器；用于发射携带音频及信号强度信息光信号的LED灯。

进一步的，所述光通信数字对讲机包括音频输入输出模块、红外发射电路、可见光接收电路、显示模块、电池及电源电路、处理器及其外围电路，其中音频输入输出模块、红外发射电路、可见光接收电路、显示模块均与处理器及外围电路连接，并均由电池及电源电路提供电源，音频输入输出模块将音频模拟信号传递给处理器，处理器将传来的音频模拟信号编码成数字信号通过红外发射电路发射红外上行光，可见光接收电路用于接收LED灯发射的光信号强度信息，通过显示模块显示出来。

进一步的，所述灯端控制器包括可见光发射电路、红外接收电路、电源电路、外部连接模块、处理器及其外围电路，其中可见光发射电路、红外接收电路、外部连接模块与处理器及外围电路连接，均与电源电路连接，由电源电路提供电力支持，红外接收电路接收对讲机发射的红外上行光，传递给处理器，处理器测量接收到的红外信号的实际脉冲宽度，并计算得到信号强度信息，并将信号强度信息输出到可见光发射电路控制LED灯发射携带信号强度信息的下行可见光。

进一步的，所述灯端控制器有效接收到的串行红外信号的脉冲宽度范围为原数据位宽度的15％～65％。

进一步的，所述串行红外信号的脉冲宽度为原数据位宽度的3/16。

进一步的，所述光通信数字对讲机的光信道采用PCM或OOK或RPPM调制的方式。

本发明还提供了一种光通信数字对讲机的信号强度显示方法，

光通信数字对讲机通过红外上行光路发射串行信号到灯端控制器；

灯端控制器通过测量红外信号脉冲宽度计算出光信号强度信息，并调制到LED灯上；

LED灯通过下行可见光路将光信号强度信息发射给光通信数字对讲机。

本发明还提供一种光通信数字对讲机，采用上述信号强度显示系统进行信号强度显示。

本发明还提供一种光通信数字对讲机，采用上述信号强度显示系统或通过上述信号强度显示方法进行信号强度显示。

本发明的实现原理为利用灯端控制器接收到的红外串行信号的实际脉冲宽度与光信号强度的相关性，具体是光链路信号越强则脉冲宽度越宽，因此可以通过测试接收串行红外信号的脉冲宽度，计算获取光信号的强度信息。

本发明中的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，包含用于发射串行红外信号光通信数字对讲机，用于测量接收到的红外信号脉冲宽度并计算通信信号强度信息的灯端控制器，用于发射携带音频及信号强度信息光信号的LED灯，通过测量灯端控制器所实际接收到的红外信号的脉冲宽度来获取光信号的强度信息，使对讲机使用者能实施了解对讲机的工作状况，增强对讲机使用的便利性；光通信数字对讲机的音频输入输出模块用于对音频信号进行输入和输出、处理器用于将音频信号进行编码处理得到音频数字信号，通过红外串行通信接口以脉冲串行信号的形式发送到红外发射电路，红外发射电路发射上行红外光至灯端控制器，灯端控制器的红外接收电路用于接收来自接收机的红外发射电路发射的红外信号，通过灯端控制器的处理器测量接收到的红外信号的脉冲宽度，计算获得光信号的强度信息，再由处理器将光强度信息进行编码，通过串行通信接口发送到可见光发射模块，通过控制LED灯，将光强度信息以可见光的形式发送出去，光数字通信对讲机的可见光接收电路将接收到的下行可见光信号转换成串行数字信号传入处理器，对讲机的处理器对信号进行解码得到光强度信息，在对讲机的显示模块上显示出光信号强度信息，从而实现光通信数字对讲机光强度信息的显示；灯端控制器接收到的串行红外信号脉冲宽度范围为原数据位宽度的15％～65％被处理器认为是有效的；通过采用3/16宽度脉冲串行红外进行通信，目的是降低功耗；通过采用OOK对光信号进行调制，具有成本低、更易于实现的优点。

本发明的优点是:通过测量灯端控制器所接收的红外信号的脉冲宽度信息得到光通信数字对讲机的信号强度信息，对讲机的使用者通过查看通信信号强度实现对讲机工作情况的了解，提高光通信数字对讲机使用的便利性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的3/16宽度脉冲串行红外通信信号示意图；

图2为本发明实施例所提供的信号强度显示系统框图；

图3为本发明实施例所提供的光通信数字对讲机结构框图；

图4为本发明实施例所提供的灯端控制器结构框图；

图5为本发明实施例所提供的信号强度显示方法流程图。

附图标记：

对讲机21；灯端控制器22；LED灯23。

音频输入输出模块31；红外发射电路32；可见光接收电路33；显示模块34；电池及电源电路35；处理器及外围电路36。

可见光发射电路41；红外接收电路42；电源电路43；外部连接模块44；处理器及外围电路45。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图5以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任意技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

实施一

一种光通信数字对讲机的信号强度显示系统，如图2所示，包括用于发射脉冲串行信号的光通信数字对讲机21；用于测量接收到的红外信号脉冲宽度并计算通信信号强度信息的灯端控制器22；用于发射携带音频及信号强度信息光信号的LED灯23。

光通信数字对讲机21将拾取到的音频信号转化为编码为数字信号，并通过红外光路发射3/16宽度的信号到灯端控制器22。3/16宽度脉冲串行红外通信是一种通信标准(IrDA data modulation(3/16))，发射端是用位宽为原信号位宽3/16的脉冲信号表示原信号的0，采用3/16宽度脉冲串行红外通信的信号如图1所示，接收端接收该信号的实际脉冲宽度受光链路信号强弱的影响而变化，通常在原串行信号位宽的15％-65％的脉冲信号都是可以被解码器解码出来的，比如接收到的脉冲信号宽度为原数据位宽度的15％、40％或者65％都是有效的。

灯端控制器22通过测量实际接收到的红外信号的脉冲宽度来获取光信号的强度信息，然后将信号强度信息调制到LED灯23上，LED灯23通过下行可见光路将信号强度信息发射，光通信数字对讲机21接收LED灯23发射的信号强度信息并显示出来，从而使对讲机使用者能实时了解对讲机的工作状况，增强对讲机使用的便利性。

实施例二

在实施例一的基础上，如图3所示，光通信数字对讲机包括音频输入输出模块31、红外发射电路32、可见光接收电路33、显示模块34、电池及电源电路35、处理器模块36，处理器模块包括处理器和外围电路，其中音频输入输出模块31、红外发射电路32、可见光接收电路33、显示模块34均与处理器及外围电路连接，并均由电池及电源电路35提供电源，音频输入输出模块31将音频模拟信号传递给处理器，处理器将传来的音频模拟信号编码成数字信号通过红外发射电路32发射红外上行信号，可见光接收电路33用于接收LED灯发射的光信号强度信息，并通过显示模块34将该信息显示出来。

如图4所示，灯端控制器22包括可见光发射电路41、红外接收电路42、电源电路43、外部连接模块44、处理器模块45，处理器模块45包括处理器及外围电路，其中可见光发射电路41、红外接收电路42、外部连接模块44与处理器及外围电路连接，均与电源电路43连接，由电源电路提供电力支持，红外接收电路42接收对讲机发射的红外上行光，传递给处理器，处理器测量接收到的红外信号的实际脉冲宽度，并计算得到信号强度信息，并将信号强度信息输出到可见光发射电路41控制LED灯23发射携带信号强度信息的下行可见光。

本实施例中，光通信数字对讲机21通过音频输入模块31获取音频信号发送到处理器36进行编码处理得到音频数字信号，通过处理器36的红外串行通信接口以3/16宽度脉冲串行信号的形式发送到红外发射电路32，红外发射电路32发射红外上行信号，灯端控制器22的红外接收电路42接收该红外上行信号后传递给处理器45的红外串行通信接口，处理器45通过测量接收到的红外信号脉冲宽度，获得光信号强度信息。

处理器45将光信号强度信息编码，然后通过串行通信接口发送到可见光发射电路41，可见光发射电路41通过控制LED灯23的明暗变化，将光强度信息以下行可见光信号的形式发送出去。

光通信数字对讲机21的可见光接收电路33接收到下行可见光信号转换为串行数字信号传入处理器36，处理器36经过解码得到光信号强度信息，并将光信号强度信息编码并传递到显示模块34上显示出来。

实施例三

如图5所示，一种光通信数字对讲机的信号强度显示方法，

光通信数字对讲机21通过红外上行光路发射串行红外信号到灯端控制器22；

灯端控制器22通过测量红外信号的脉冲宽度计算出光信号强度信息，并调制到LED灯23上；

LED灯23通过下行可见光路将光信号强度信息发射给光通信数字对讲机21。

本实施例中，光通信数字对讲机21通过红外光路发射3/16宽度脉冲串行信号到灯端控制器22，灯端控制器22测量接收到的红外信号的脉冲宽度并计算得到通信信号强度信息，然后将信号强度信息调制到LED灯23上以可见光形式发射，光通信数字对讲机21接收到该信号后经过转换后显示出光信号强度，从而使对讲机的使用者通过查看通信信号强度实现对讲机工作情况的了解，提高光通信数字对讲机使用的便利性。

上述本发明所公开的任意技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

另外，上述本发明公开的任意技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任意部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，

包括用于发射串行红外信号的光通信数字对讲机；

用于测量接收到的红外信号脉冲宽度并计算通信信号强度信息的灯端控制器；

用于发射携带音频及信号强度信息光信号的LED灯。

2.如权利要求1所述的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，所述光通信数字对讲机包括音频输入输出模块、红外发射电路、可见光接收电路、显示模块、电池及电源电路、处理器及其外围电路，其中音频输入输出模块、红外发射电路、可见光接收电路、显示模块均与处理器及外围电路连接，并均由电池及电源电路提供电源，音频输入输出模块将音频模拟信号传递给处理器，处理器将传来的音频模拟信号编码成数字信号通过红外发射电路发射红外上行光，可见光接收电路用于接收LED灯发射的光信号强度信息，通过显示模块显示出来。

3.如权利要求1所述的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，所述灯端控制器包括可见光发射电路、红外接收电路、电源电路、外部连接模块、处理器及其外围电路，可见光发射电路、红外接收电路、外部连接模块与处理器及外围电路连接，均与电源电路连接，由电源电路提供电力支持，红外接收电路接收对讲机发射的红外上行光，传递给处理器，处理器测量接收到的红外信号的实际脉冲宽度，并计算得到信号强度信息，并将信号强度信息输出到可见光发射电路控制LED灯发射携带信号强度信息的下行可见光。

4.如权利要求1所述的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，所述灯端控制器有效接收到的串行红外信号的脉冲宽度范围为原数据位宽度的15％～65％。

5.如权利要求1所述的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，所述灯端控制器接收的脉冲串行信号宽度范围为原数据位宽度的3/16。

6.如权利要求1所述的光通信数字对讲机的信号强度显示系统，其特征在于，所述光通信数字对讲机的光信道采用PCM或OOK或RPPM调制的方式。

7.一种光通信数字对讲机的信号强度显示方法，其特征在于:

光通信数字对讲机通过红外上行光路发射串行信号到灯端控制器；

灯端控制器通过测量红外信号脉冲宽度计算出光信号强度信息，并调制到LED灯上；

LED灯通过下行可见光路将光信号强度信息发射给光通信数字对讲机。

8.一种光通信数字对讲机，采用权利要求1-6任意一项所述的信号强度显示系统进行信号强度显示。

9.一种光通信数字对讲机，采用权利要求1-6任意一项所述的信号强度显示系统或通过权利要求7所述的信号强度显示方法进行信号强度显示。