CN107612616A - 一种减弱强光源干扰的可见光通信装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减弱强光源干扰的可见光通信装置及方法，包括：第一光源、第一光敏接收模块、第二光敏接收模块、第二光源、第一偏振片、第二偏振片、第一控制器、第二控制器、第一连接端口和第二连接端口；第一控制器的输入端连接第一光敏接收模块，输入输出控制端连接第一连接端口，输出端连接第一光源；第二控制器的输入端连接第二光敏接收模块，输入输出控制端连接第二连接端口，输出端连接第二光源；第一偏振片用于阻挡第一光源发出的与其偏振方向不同的光，只允许与其偏振方向相同的光透过；第二偏振片用于过滤掉通过第一偏振片的偏振光。本发明通过在强光信号前安装偏振片对光信号的偏振方向进行调制实现最大限度的过滤掉强光信号干扰。

Description

一种减弱强光源干扰的可见光通信装置及方法
技术领域
本发明属于光通信技术领域，更具体地，涉及一种减弱强光源干扰的可见光通信装置及方法。
背景技术
目前在解决主发射源强光信号干扰时，大部分解决方案使用有色滤光片过滤掉不同颜色的光信号和增强从发射源光信号强度两种办法。若采用有色滤光片过滤的方法，多种颜色的光会影响人们看东西，可行性不高。若采用增强从发射源光信号强度的方法，增强光强就会对人眼造成伤害。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种减弱强光源干扰的可见光通信装置及方法，其目的在于通过在强光信号前安装偏振片对光信号的偏振方向进行调制从而实现最大限度的过滤掉强光信号的干扰；旨在解决现有技术中采用有色滤光片过滤使得多种颜色的光会影响人们看东西，可行性不高的问题。
本发明提供了一种减弱强光源干扰的可见光通信装置，包括：第一光源、第一光敏接收模块、第二光敏接收模块、第二光源、第一偏振片、第二偏振片、第一控制器、第二控制器、第一连接端口和第二连接端口；所述第一控制器的输入端连接所述第一光敏接收模块，所述第一控制器的输入输出控制端连接所述第一连接端口，所述第一控制器的输出端连接所述第一光源，所述第一偏振片设置在所述第一光源前，所述第二偏振片设置在所述第一光敏接收模块前；所述第二控制器的输入端连接所述第二光敏接收模块，所述第二控制器的输入输出控制端连接所述第二连接端口，所述第二控制器的输出端连接所述第二光源；所述第一偏振片用于阻挡所述第一光源发出的与其偏振方向不同的光，只允许与其偏振方向相同的光透过；所述第二偏振片用于过滤掉通过所述第一偏振片的偏振光。
更进一步地，工作时，所述第一光敏接收模块感应所述第二光源的闪烁并将其转化为高电平或低电平后输送给所述第一控制器；所述第一控制器对需要发出的数据进行处理后输出控制信号并控制所述第一光源的点亮和熄灭，所述第二光敏接收模块感应所述第一光源的闪烁，并将其转化为高电平或低电平后输送给所述第二控制器；所述第二控制器对需要发出的数据进行处理后输出控制信号并控制所述第二光源的点亮和熄灭，数据通过所述屏幕背光光源的闪烁发送出去。
更进一步地，第二偏振片与所述第一偏振片的偏振方向垂直。
本发明还提供了一种减弱强光源干扰的可见光通信方法，包括上传步骤和下载步骤；
所述上传步骤包括：
当第一控制器通过第一连接端口接收到外部网络设备发送的数据时，第一控制器对接收的数据进行处理后输出用于控制光源点亮或熄灭的第一控制信号；
根据所述第一控制信号控制所述第一光源的闪烁，并根据所述第一光源的闪烁发送数据；
当第一光源发送的数据被第二光敏接收模块接收后，第二控制器将数据进行处理和还原后并通过第二连接端口发送给需要该数据的设备；
所述下载步骤包括：
当第二控制器通过第二连接端口接收到外部网络设备发送的数据时，第二控制器对接收的数据进行处理后输出用于控制第二光源点亮或熄灭的第二控制信号；
根据所述第二控制信号控制所述第二光源的闪烁，并根据所述第二光源的闪烁发送数据；
当所述第二光源发送的数据被第一光敏接收模块接收后，第一控制器将数据进行处理和还原后通过第一连接端口发送给需要该数据的设备。
更进一步地，当所述第一光源的点亮代表高电平时所述第一光源的熄灭代表低电平；或者当所述第一光源的点亮代表低电平时所述第一光源的熄灭代表高电平。
更进一步地，当第二光源的点亮代表高电平时所述第二光源的熄灭代表低电平；或者当所述第二光源的点亮代表低电平时所述第二光源的熄灭代表高电平。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于光通信装置容易受到外界无关光源照射的影响，使用偏振片将光源进行偏振，在接收端使用偏振片进行过滤，能够过滤掉大多数光源干扰，从达到有用信号可以被接收器准确接收的有益效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信装置的结构原理图；
图2中(a)是本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信方法的中上传步骤的具体实现流程图。
图2中(b)是本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信方法的中下载步骤的具体实现流程图。
其中，1为第一光源，2为第一光敏接收模块，3为第二光敏接收模块，4为第二光源，5为第一偏振片，6为第二偏振片，7为第一控制器，8为第二控制器，9为第一连接端口，10为第二连接端口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在强光信号前安装偏振片对光信号的偏振方向进行调制，在接收从发射源光信号的接收器前安装偏振方向与强光信号前安装的偏振片偏振方向垂直或者能最大限度过滤强光信号的偏振片，从而最大限度的过滤掉强光信号的干扰。
图1示出了本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
本发明提供的减弱强光源干扰的可见光通信装置，包括：第一光源1、第一光敏接收模块2、第二光敏接收模块3、第二光源4、第一偏振片5、第二偏振片6、第一控制器7、第二控制器8、第一连接端口9、第二连接端口10；第一控制器7的输入端连接第一光敏接收模块2，第一控制器7的输入输出控制端连接第一连接端口9，第一控制器7的输出端连接第一光源1，第一偏振片5设置在第一光源1前，第二偏振片6设置在第一光敏接收模块2前；第二控制器8的输入端连接第二光敏接收模块3，第二控制器8的输入输出控制端连接第二连接端口10，第二控制器8的输出端连接第二光源4。
第一光源1和第二光源4一般为任意的LED光源。第一控制器7对需要发出的数据进行处理，并控制第一光源1的点亮和熄灭，第一光源1的点亮代表高电平，第一光源1的熄灭代表低电平。同时也应能理解，第一光源1的点亮也可以代表低电平，此时，第一光源1的熄灭代表高电平，数据通过第一光源1的闪烁发送出去。当第一光源1闪烁频率大于60HZ时，人眼会无法感受到闪烁。
第一光敏接收模块2感应第二光源4的闪烁。第一光敏接收模块2将第二光源4的点亮转化为高电平，第一光敏接收模块2将第二光源4的熄灭转化为低电平并送入第一控制器7。同时应能理解，第一光敏接收模块2也可将屏幕背光光源4的点亮转化为低电平，此时，第一光敏接收模块2将屏幕背光光源4的熄灭转化为高电平，送入第一控制器7。
第二光敏接收模块3感应第一光源1的闪烁。第二光敏接收模块3将第一光源1的点亮转化为高电平，第二光敏接收模块3将光源1的熄灭转化为低电平并送入第二控制器8。同时应能理解，第二光敏接收模块3也可将第一光源1的点亮转化为低电平，此时，第二光敏接收模块3将光源1的熄灭转化为高电平，送入第二控制器8。
第二光源4一般可以为任意的LED光源。第二控制器8对需要发出的数据进行处理，并控制第二光源4的点亮和熄灭，第二光源4的点亮代表高电平，第二光源4的熄灭代表低电平。同时也应能理解，第二光源4的点亮也可以代表低电平，此时，第二光源4的熄灭代表高电平，数据通过第二光源4的闪烁发送出去。当第二光源4闪烁的足够快频率大于60HZ时，人眼会无法感受到闪烁。
第一偏振片5安装在第一光源1前，阻挡第一光源1发出的与其偏振方向不同的光，只允许与其偏振方向相同的光透过。
第二偏振片6安装在第一光敏接收模块2的前面，第二偏振片6与第一光源1前放置的第一偏振片5的偏振方向垂直或处于一个特定的角度(未安装前无法得出此角度的具体值，但是在安装以后即可得出，可以通过旋转偏光片然后测试通过的偏振光多少进行测定，通过偏振光最少的角度即为特定角度)，这个角度可以使第二偏振片6最大的限度的过滤掉通过第一偏振片5的偏振光。
第一控制器7可以接收第一连接端口9发来的数据，并且将接收到的数据进行处理，转化为控制第一光源1闪烁(点亮或熄灭)的控制信号，从而利用第一光源1的闪烁发送数据。同时，可以接收到第一光敏接收模块2检测到的第二光源4的闪烁情况，通过对闪烁情况的处理还原信号，并且通过第一连接端口9发送出去。
第二控制器8可以接收第二连接端口10发来的数据，并且将接收到的数据进行处理后转化为用于控制第二光源4闪烁(点亮或熄灭)的控制信号，从而利用第二光源4的闪烁发送数据。同时，可以接收到第二光敏接收模块3检测到的第一光源1的闪烁情况，通过对闪烁情况的处理还原信号，并且通过第二连接端口10发送出去。
第一连接端口9用于连接网络设备和第一光通讯模块A。
第二连接端口10用于连接网络设备和第二光通讯模块B。
外部的网络设备具体可以为路由器、交换机和手机等提供网络以及使用网络的设备。
作为本发明的一个实施例，第一光敏接收模块2和第二光敏接收模块3可以为光敏电阻，光敏二极管，光敏三极管，光电二极管，光敏传感器，光敏IC，硅光电池等光敏器件，这些器件可以根据光线的强弱和有无转化为对应的电流或电压值，从而可以转化为逻辑电平被控制器接收。
作为本发明的一个实施例，第一控制器7和第二控制器8可以为单片机，FPGA等可编程器件，可以接收模块的信息进行缓存和计算，再通过连接端口发送出去，同时也可以从端口接收信息进行缓冲和计算，通过控制光源闪烁发送出去。
作为本发明的一个实施例，第一连接端口9和第二连接端口10具体可以为网线插口，串口，USB接口等。
作为本发明的一个实施例，第一偏振片5和第二偏振片6具有超薄高透光的特性。
图2为本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信方法的实现流程，第一光通讯模块A和第二光通讯模块B是相互配合进行工作的(下面结合图2具体说明工作流程)：当第一光通讯模块A通过第一连接端口9接收到数据后，第一控制器7将这些数据进行处理，转化为可以通过第一光源1闪烁(点亮或熄灭)发送数据出去的控制信号，控制第一光源1的闪烁，此时，第一光源1发出的光经过第一偏振片5过滤后为偏振光。当第一光通讯模块A中的第一光源1发送的数据被第二光通讯模块B中第二光敏接收模块3接收后，其第二控制器8会将数据进行处理和还原并通过第二连接端口10发送给需要该数据的设备。当第二光通讯模块B通过第二连接端口10接收到数据后，第二控制器8将这些数据进行处理，转化为可以通过第二光源4闪烁(点亮或熄灭)发送数据出去的控制信号，控制第二光源4的闪烁，当模块B中的第二光源4发送的数据被A中第一光敏接收模块2接收后，其第一控制器7会将数据进行处理和还原并通过第一连接端口9发送给需要该数据的设备，此时，第一光敏接收模块2接收到的光信号是经过第二偏振片6过滤后的光，因为第二偏振片6的偏振方向和第一偏振片5的偏振方向垂直或者成一个能够最大限度过滤经过第一偏振片5的光的角度，因此，可以过滤掉第一光源1发出的光信号，更加方便检测第二光源4发出的光信号。
如图2中的(a)所示，本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信方法中的上行步骤包括：
S1：第一控制器件接收由第一端口发来的数据，并缓冲信息和校准信息后产生第一控制信号；
S2：第一光源按照第一控制信号的要求进行闪烁，应能理解控制器的控制信号为一串逻辑电平信号，逻辑高电平控制光源点亮，逻辑低电平控制光源熄灭。同时，逻辑高电平也可以控制光源熄灭，此时，逻辑低电平控制光源点亮；
S3：第二光敏接收模块接收第一光源发送的数据；
S4：第二控制器将第二光敏接收模块收到的数据进行缓存和校验
S5：第二端口将第二控制器还原的信息发送至网络；
如图2中的(b)所示，本发明实施例提供的减弱强光源干扰的可见光通信方法中的下载步骤包括：
S6：第二控制器接收第二端口发来的信息，并处理后产生第二控制信号；
S7：第二光源按照第二控制信号的要求进行闪烁，应能理解控制器的控制信号为一串逻辑电平信号，逻辑高电平控制光源点亮，逻辑低电平控制光源熄灭。同时，逻辑高电平也可以控制光源熄灭，此时，逻辑低电平控制光源点亮；
S8：第一光敏接收模块接收第二光源发送的数据；
S9：第一控制器将第一光敏接收模块接收到的数据进行缓存和校验；
S10：第一端口将第一控制器还原的信息发送至网络。
本发明提出的是一种减弱强光源干扰的可见光通信方法，利用偏振片减小强光源的直射和反射光对接收设备的影响。为实现强光源下的可见光通信提供了可能性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种减弱强光源干扰的可见光通信装置，其特征在于，包括：第一光源(1)、第一光敏接收模块(2)、第二光敏接收模块(3)、第二光源(4)、第一偏振片(5)、第二偏振片(6)、第一控制器(7)、第二控制器(8)、第一连接端口(9)和第二连接端口(10)；
所述第一控制器(7)的输入端连接所述第一光敏接收模块(2)，所述第一控制器(7)的输入输出控制端连接所述第一连接端口(9)，所述第一控制器(7)的输出端连接所述第一光源(1)，所述第一偏振片(5)设置在所述第一光源(1)前，所述第二偏振片(6)设置在所述第一光敏接收模块(2)前；所述第二控制器(8)的输入端连接所述第二光敏接收模块(3)，所述第二控制器(8)的输入输出控制端连接所述第二连接端口(10)，所述第二控制器(8)的输出端连接所述第二光源(4)；
所述第一偏振片(5)用于阻挡所述第一光源(1)发出的与其偏振方向不同的光，只允许与其偏振方向相同的光透过；所述第二偏振片(6)用于过滤掉通过所述第一偏振片(5)的偏振光。
2.如权利要求1所述的可见光通信装置，其特征在于，工作时，所述第一光敏接收模块感应所述第二光源的闪烁并将其转化为高电平或低电平后输送给所述第一控制器；所述第一控制器对需要发出的数据进行处理后输出控制信号并控制所述第一光源的点亮和熄灭，所述第二光敏接收模块感应所述第一光源的闪烁，并将其转化为高电平或低电平后输送给所述第二控制器；所述第二控制器对需要发出的数据进行处理后输出控制信号并控制所述第二光源的点亮和熄灭，数据通过所述屏幕背光光源的闪烁发送出去。
3.如权利要求1或2所述的可见光通信装置，其特征在于，所述第二偏振片(6)与所述第一偏振片(5)的偏振方向垂直。
4.一种减弱强光源干扰的可见光通信方法，其特征在于，包括上传步骤和下载步骤；
所述上传步骤包括：
当第一控制器通过第一连接端口接收到外部网络设备发送的数据时，第一控制器对接收的数据进行处理后输出用于控制光源点亮或熄灭的第一控制信号；
根据所述第一控制信号控制所述第一光源的闪烁，并根据所述第一光源的闪烁发送数据；
当第一光源发送的数据被第二光敏接收模块接收后，第二控制器将数据进行处理和还原后并通过第二连接端口发送给需要该数据的设备；
所述下载步骤包括：
当第二控制器通过第二连接端口接收到外部网络设备发送的数据时，第二控制器对接收的数据进行处理后输出用于控制第二光源点亮或熄灭的第二控制信号；
根据所述第二控制信号控制所述第二光源的闪烁，并根据所述第二光源的闪烁发送数据；
当所述第二光源发送的数据被第一光敏接收模块接收后，第一控制器将数据进行处理和还原后通过第一连接端口发送给需要该数据的设备。
5.如权利要求4所述的可见光通信方法，其特征在于，当所述第一光源的点亮代表高电平时所述第一光源的熄灭代表低电平；或者当所述第一光源的点亮代表低电平时所述第一光源的熄灭代表高电平。
6.如权利要求4或5所述的可见光通信方法，其特征在于，当第二光源的点亮代表高电平时所述第二光源的熄灭代表低电平；或者当所述第二光源的点亮代表低电平时所述第二光源的熄灭代表高电平。
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