CN108092715A - 一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置 - Google Patents

一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，包括第一CPU、第二CPU、二维码扫描模块、二维码扫描屏、供电模块、LED信号发射器以及LED信号接收器，所述供电模块的四个输出端分别与第一CPU、第二CPU、二维码扫描模块以及二维码扫描屏的电源输入端连接，所述二维码扫描模块的输出端与第一CPU的输入端连接，所述第一CPU的输出端与LED信号发射器的输入端连接，所述LED信号发射器包括数据接口一、信号处理编码调制模块、光驱动电路、LED光源以及发射端。该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，在数据传输过程中可对数据进行实时验证，从而可降低传输误码率高、传输效率相对较低的概率。

Description

一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置
技术领域
本发明涉及LiFi通信技术领域，具体为一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置。
背景技术
LIFI通信是可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，插入电源插头即可使用，利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具有广泛的开发前景，2015年11月13日，经工业和信息化部测试认证，我国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破，实时通信速率提高至50Gbps，相当于0.2秒即可完成一部高清电影的下载。
数据传输是数据从一个地方传送到另一个地方的通信过程。数据传输系统通常由传输信道和信道两端的数据电路终接设备(DCE)组成，在某些情况下，还包括信道两端的复用设备。
传输信道可以是一条专用的通信信道，也可以由数据交换网、电话交换网或其他类型的交换网路来提供。数据传输系统的输入输出设备为终端或计算机，统称数据终端设备(DTE)，它所发出的数据信息一般都是字母、数字和符号的组合，为了传送这些信息，就需将每一个字母、数字或符号用二进制代码来表示。常用的二进制代码有国际五号码(IA5)、EBCDIC码、国际电报二号码(ITA2)和汉字信息交换码(见数据通信代码)。
然而，传统的传输装置在数据传输过程中无法对数据进行实时验证、导致传输误码率高、传输效率相对较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，以解决上述背景技术中提出传统的传输装置在数据传输过程中无法对数据进行实时验证、导致传输误码率高、传输效率相对较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，包括第一CPU、第二CPU、二维码扫描模块、二维码扫描屏、供电模块、LED信号发射器以及LED信号接收器，所述供电模块的四个输出端分别与第一CPU、第二CPU、二维码扫描模块以及二维码扫描屏的电源输入端连接，所述二维码扫描模块的输出端与第一CPU的输入端连接，所述第一CPU的输出端与LED信号发射器的输入端连接。
所述LED信号发射器包括数据接口一、信号处理编码调制模块、光驱动电路、LED光源以及发射端，所述数据接口一与信号处理编码调制模块、光驱动电路、LED光源以及发射端依次相连。
所述光驱动电路包括前置放大器、滤波器、放大器以及锁相放大器，所述前置放大器的输入端与信号处理编码调制模块的输出端连接，所述前置放大器的输出端与滤波器的输入端电连接，所述滤波器的输出端与放大器的输入端电连接，且放大器的输出端与锁相放大器的输入端电连接，所述锁相放大器的输出端与LED光源的输入端电连接。
所述LED信号接收器包括接收端、光电倍增管、AGC电路、滤波主放模块、信号处理同步解调模块以及数据接口二，所述接收端的输入端与所述LED信号发射器内发射端的输出端连接，所述接收端依次与光电倍增管、AGC电路、滤波主放模块、信号处理同步解调模块以及数据接口二相连。
所述LED信号接收器的输出端通过数据接口二与第二CPU的输入端连接，且第二CPU与所述二维码扫描屏相连。
优选的，所述供电模块包括太阳能电池板、逆变器、变压器、稳压器、控制开关以及蓄电池。
优选的，所述太阳能电池板的输出端通过逆变器与蓄电池的输入端电连接，该蓄电池的输入端还与控制开关的输出端电连接，且蓄电池的输出端通过变压器与稳压器的输入端电连接。
优选的，所述蓄电池的型号为6-QAW-54a。
优选的，所述第一CPU的输出端通过数据接口一与LED信号发射器的输入端连接。
优选的，所述第一CPU以及所述第二CPU均采用型号为Pentium E2210的集成CPU。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(一)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，通过二维码系统实现数据传输过程中实时验证，提高了数据传输可靠性和传输效率。
(二)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，通过LiFi灯光传输数据、二维码系统传输ACK应答信号，进行上下行差异化通信，保证了传输速率。
(三)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置中收发模块无任何物理连接、装置接口透明，确保了通信安全。
(四)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置的电源供应优选太阳能电池板，达到节能的效果；其次，通过太阳能电池板、逆变器、蓄电池、变压器以及稳压器的配合，使得太阳能电池板转换的直流电进行逆变，在将逆变后存储在蓄电池的交流电进行变压，变压后在进行稳压，便于该装置内第一CPU以及第二CPU等用电器的使用。
(五)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，在太阳能电池板进行工作时，太阳能电池板将采集到的太阳能转化为电能，在通过逆变器将直流电转化为交流电，便于蓄电池的电量存储工作，从而可达到蓄电池自动充电的效果。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图2为本发明供电模块的结构框图；
图3为本发明光驱动电路的结构框图。
图中：1第一CPU、2第二CPU、3二维码扫描模块、4二维码扫描屏、5供电模块、51太阳能电池板、52逆变器、53变压器、54稳压器、55控制开关、56蓄电池、6 LED信号发射器、61数据接口一、62信号处理编码调制模块、63光驱动电路、631前置放大器、632滤波器、633放大器、634锁相放大器、64 LED光源、65发射端、7 LED信号接收器、71接收端、72光电倍增管、73AGC电路、74滤波主放模块、75数据接口二、76信号处理同步解调模块。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，包括第一CPU(1)、第二CPU(2)、二维码扫描模块(3)、二维码扫描屏(4)、供电模块(5)、LED信号发射器(6)以及LED信号接收器(7)，供电模块(5)的四个输出端分别与第一CPU(1)、第二CPU(2)、二维码扫描模块(3)以及二维码扫描屏(4)的电源输入端连接，二维码扫描模块(3)的输出端与第一CPU(1)的输入端连接，第一CPU(1)的输出端与LED信号发射器(6)的输入端连接。
LED信号发射器(6)包括数据接口一(61)、信号处理编码调制模块(62)、光驱动电路(63)、LED光源(64)以及发射端(65)，数据接口一(61)与信号处理编码调制模块(62)、光驱动电路(63)、LED光源(64)以及发射端(65)依次相连。
数据接口一(61)用于接收LED信号发射器(6)的传输数据；
信号处理编码调制模块(62)对数据接口一(61)传输的数据按基带信号的变化规律改变载波参数，将低频信号调制成高频信号；
光驱动电路(63)将采集到的高频信号转换为光信号，并进行放大、滤波和去除噪声；
LED光源(64)通过快湛闪烁，将经过光驱动电路(63)处理放大的光信号通过发射端(65)进行信号传输。
光驱动电路(63)包括前置放大器(631)、滤波器(632)、放大器(633)以及锁相放大器(634)，前置放大器(631)的输入端与信号处理编码调制模块(62)的输出端连接，前置放大器(631)的输出端与滤波器(632)的输入端电连接，滤波器(632)的输出端与放大器(633)的输入端电连接，且放大器(633)的输出端与锁相放大器(634)的输入端电连接，锁相放大器(634)的输出端与LED光源(64)的输入端电连接；
LED信号接收器(7)包括接收端(71)、光电倍增管(72)、AGC电路(73)、滤波主放模块(74)、信号处理同步解调模块(76)以及数据接口二(75)，接收端(71)的输入端与LED信号发射器(6)内发射端(65)的输出端连接，接收端(71)依次与光电倍增管(72)、AGC电路(73)、滤波主放模块(74)、信号处理同步解调模块(76)以及数据接口二(75)相连。
LED信号接收器(7)由接收端(71)、光电倍增管(72)、AGC电路(73)、滤波主放模块(74)、信号处理同步解调模块(75)和数据接口二(76)依次连接组成。
其中，接收端(71)用于接收LED信号发射器(6)传输的信号，光电倍增管(72)用于接收接收端(71)的LED发送的光信号，对光信号进行计数检测；
AGC电路(73)用于滤除光电倍增管接收的光信号中其他波长的光，仅透过所需波长范围的光，同时将光信号进行光电转换；
滤波主放模块(74)用于对转换后信号传输过程中产生噪声进行抑制并防止干扰；
信号处理同步解调模块(75)用于将接收到的信号恢复信号波形并解调；数据接口二(75)用于将数据传送到第二CPU(2)。
LED信号接收器(7)的输出端通过数据接口二(75)与第二CPU(2)的输入端连接，且第二CPU(2)与二维码扫描屏(4)相连。
本发明中：供电模块(5)包括太阳能电池板(51)、逆变器(52)、变压器(53)、稳压器(54)、控制开关(55)以及蓄电池(56)，且太阳能电池板(51)的输出端通过逆变器(52)与蓄电池(56)的输入端电连接，该蓄电池(56)的输入端还与控制开关(55)的输出端电连接，且蓄电池(56)的输出端通过变压器(53)与稳压器(54)的输入端电连接。
本发明中：蓄电池(56)的型号为6-QAW-54a。
本发明中：第一CPU(1)的输出端通过数据接口一(61)与LED信号发射器(6)的输入端连接。
本发明中：第一CPU(1)以及第二CPU(2)均采用型号为Pentium E2210的集成CPU，该型号的集成CPU经济实惠。
本发明最少具有以下几点有益效果：
(一)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，通过二维码系统实现数据传输过程中实时验证，提高了数据传输可靠性和传输效率。
(二)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，通过LiFi灯光(LED灯)传输数据、二维码系统传输ACK应答信号，进行上下行差异化通信，保证了传输速率。
(三)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置中收发模块无任何物理连接、装置接口透明，确保了通信安全。
(四)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置的电源供应优选太阳能电池板(51)，达到节能的效果；其次，通过太阳能电池板(51)、逆变器(52)、蓄电池(56)、变压器(53)以及稳压器(54)的配合，使得太阳能电池板(51)转换的直流电进行逆变，在将逆变后存储在蓄电池(56)的交流电进行变压，变压后在进行稳压，便于该装置内第一CPU(1)以及第二CPU(2)等用电器的使用。
(五)、该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，在太阳能电池板(51)进行工作时，太阳能电池板(51)将采集到的太阳能转化为电能，在通过逆变器(52)将直流电转化为交流电，便于蓄电池(56)的电量存储工作，从而可达到蓄电池(56)自动充电的效果。
综上所述：该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，在数据传输过程中可对数据进行实时验证，从而可降低传输误码率高、传输效率相对较低的概率；其次，该基于LiFi灯光与二维码的传输装置的电源供应优选太阳能电池板(51)，达到节能的效果；其次，通过太阳能电池板(51)、逆变器(52)、蓄电池(56)、变压器(53)以及稳压器(54)的配合，使得太阳能电池板(51)转换的直流电进行逆变，在将逆变后存储在蓄电池(56)的交流电进行变压，变压后在进行稳压，便于该装置内第一CPU(1)以及第二CPU(2)等用电器的使用。
此外，该基于LiFi灯光与二维码的传输装置，在太阳能电池板(51)进行工作时，太阳能电池板(51)将采集到的太阳能转化为电能，在通过逆变器(52)将直流电转化为交流电，便于蓄电池(56)的电量存储工作，从而可达到蓄电池(56)自动充电的效果。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，包括第一CPU(1)、第二CPU(2)、二维码扫描模块(3)、二维码扫描屏(4)、供电模块(5)、LED信号发射器(6)以及LED信号接收器(7)，其特征在于：供电模块(5)的四个输出端分别与第一CPU(1)、第二CPU(2)、二维码扫描模块(3)以及二维码扫描屏(4)的电源输入端连接，二维码扫描模块(3)的输出端与第一CPU(1)的输入端连接，所述第一CPU(1)的输出端与LED信号发射器(6)的输入端连接；
LED信号发射器(6)包括数据接口一(61)、信号处理编码调制模块(62)、光驱动电路(63)、LED光源(64)以及发射端(65)，所述数据接口一(61)与信号处理编码调制模块(62)、光驱动电路(63)、LED光源(64)以及发射端(65)依次相连；
所述光驱动电路(63)包括前置放大器(631)、滤波器(632)、放大器(633)以及锁相放大器(634)，所述前置放大器(631)的输入端与信号处理编码调制模块(62)的输出端连接，所述前置放大器(631)的输出端与滤波器(632)的输入端电连接，所述滤波器(632)的输出端与放大器(633)的输入端电连接，且放大器(633)的输出端与锁相放大器(634)的输入端电连接，所述锁相放大器(634)的输出端与LED光源(64)的输入端电连接；
所述LED信号接收器(7)包括接收端(71)、光电倍增管(72)、AGC电路(73)、滤波主放模块(74)、信号处理同步解调模块(76)以及数据接口二(75)，所述接收端(71)的输入端与所述LED信号发射器(6)内发射端(65)的输出端连接，所述接收端(71)依次与光电倍增管(72)、AGC电路(73)、滤波主放模块(74)、信号处理同步解调模块(76)以及数据接口二(75)相连；
所述LED信号接收器(7)的输出端通过数据接口二(75)与第二CPU(2)的输入端连接，且第二CPU(2)与所述二维码扫描屏(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，其特征在于：所述供电模块(5)包括太阳能电池板(51)、逆变器(52)、变压器(53)、稳压器(54)、控制开关(55)以及蓄电池(56)。
3.根据权利要求2所述的一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，其特征在于：所述太阳能电池板(51)的输出端通过逆变器(52)与蓄电池(56)的输入端电连接，该蓄电池(56)的输入端还与控制开关(55)的输出端电连接，且蓄电池(56)的输出端通过变压器(53)与稳压器(54)的输入端电连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，其特征在于：所述蓄电池(56)的型号为(6-QAW-54a)。
5.根据权利要求1-4所述的一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，其特征在于：所述第一CPU(1)的输出端通过数据接口一(61)与LED信号发射器(6)的输入端连接。
6.根据权利要求1-5所述的一种基于LiFi灯光与二维码的传输装置，其特征在于：所述第一CPU(1)以及所述第二CPU(2)均采用型号为Pentium E2210的集成CPU。
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