CN110190903B - 便携式双工可见光通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的便携式双工可见光通信装置包括灯头壳体、筒身和后盖；多个光源和一个光电探测器均安装于所述灯头壳体围绕而成的第一腔体内，且多个所述光源环绕所述光电探测器的外周设置；所述光源用于向外界发射携带有第一音频信息的第一光信号，所述光电探测器用于接收来自外界的、且携带有第二音频信息的第二光信号；所述灯头壳体上安装有显示屏和扬声器；麦克风和电池安装于所述筒身和所述后盖共同围绕而成的第二腔体内；主控电路板，连接所述光源、所述光电探测器、所述扬声器和所述麦克风。本发明将可见光照明和光通信融合在一起，可实现即时音频信息传输和接受；结构紧凑，便于携带，可远离距照明和信息传输。

Description

便携式双工可见光通信装置

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其涉及一种便携式双工可见光通信装置。

背景技术

可见光通信是指利半导体照明(LED)的光作为信息载体，无需光纤、WIFI等传输介质，直接传输光信号的一种新型高速数据传输通信方式，可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。可见光通信技术可与WIFI、5G等通信技术交互融合，在物联网、车联网、工业4.0、安全支付、智慧城市、航空、航海、地铁、高铁、智能家居(含室外)、井下作业、国防通信、武器装备、电磁敏感区域等领域具有广阔应用前景和创新空间，未来信息的传输量将超出现有无线电频谱的承载能力。可见光通信技术可有效突破无线电频谱资源严重匮乏的困局，是下一代无线通信技术之一，可形成战略性新型产业。

但是，现有的可见光通信装置大多体积较大、功能单一、不便于携带，从而限制了可见光通信装置的应用。

发明内容

本发明提供一种便携式双工可见光通信装置，用于解决现有的可见光通信装置功能单一、且不便于携带的问题，以扩展可见光通信装置的应用领域。

为了解决上述问题，本发明提供了一种便携式双工可见光通信装置，包括沿所述便携式双工可见光通信装置的轴向方向依次连接的灯头壳体、筒身和后盖；

多个光源和一个光电探测器均安装于所述灯头壳体围绕而成的第一腔体内，且多个所述光源环绕所述光电探测器的外周设置；所述光源用于向外界发射携带有第一音频信息的第一光信号，所述光电探测器用于接收来自外界的、且携带有第二音频信息的第二光信号；

所述灯头壳体上安装有显示屏和扬声器，所述显示屏用于显示所述便携式双工可见光通信装置的状态信息，所述扬声器用于播放所述第二音频信息；

麦克风和电池安装于所述筒身和所述后盖共同围绕而成的第二腔体内，所述电池用于向整个所述便携式双工可见光通信装置供电，所述麦克风用于接收所述第一音频信号；

主控电路板，连接所述光源、所述光电探测器、所述扬声器和所述麦克风，用于将来自于所述麦克风的所述第一音频信号加载至所述光源并驱动所述光源发射所述第一光信号；所述主控电路板还用于自所述第二光信号中提取所述第二音频信号并传输至所述扬声器播放。

优选的，还包括：

电源电路板，固定于所述灯头壳体朝向所述筒身一侧的台阶区域，连接所述电池与所述主控电路板，且与所述主控电路板平行设置；

按键显示电路板，位于所述第一腔体内，连接所述显示屏、所述主控电路板以及位于所述灯头壳体上的多个按键，多个所述按键用于分别调整所述光源、所述光电探测器、所述扬声器和所述麦克风的状态；

耳机电路板，位于所述第一腔体内，连接所述主控电路板以及均位于所述灯头壳体上的耳机接口和USB接口；

麦克风电路板，位于所述第二腔体内，连接所述主控电路板和所述麦克风。

优选的，所述光源为发光二极管；所述便携式双工可见光通信装置还包括：

第一反光杯，包括相对分布的第一开口和第二开口，所述第一反光杯在所述第一开口处环绕所述光源的外周设置，所述光源沿所述第一开口指向所述第二开口的方向发射所述第一光信号；

定位片，位于所述光源的出光侧，且与所述第一反光杯套接；

第一旋盖，用于封闭所述第二开口。

优选的，还包括：

第二反光杯，包括相对分布的第三开口和第四开口，所述第二反光杯在所述第三开口处环绕所述光电探测器的外周设置，所述第二光信号沿所述第四开口指向所述第三开口的方向射入所述光电探测器；

第二旋盖，用于封闭所述第四开口。

优选的，所述第一反光杯为15mm高的铝合金反光杯；一第一O型密封圈安装在所述第一反光杯上，且其外圈与所述灯头壳体上的光孔过盈接触；所述第一O型密封圈上装有第一玻璃镜片或第一透镜，所述第一旋盖通过螺纹旋入所述灯头壳体上的螺纹孔，将所述第一玻璃镜片或所述第一透镜沿所述第一反光杯的轴向旋压紧。

优选的，还包括：

驱动模组，安装于所述按键显示电路板上，用于驱动所述显示屏，所述显示屏为有机发光二极管显示屏；

第二玻璃镜片或第二透镜，所述显示屏位于所述第二玻璃镜片或所述第二透镜背离屏蔽保护罩的表面；

屏蔽保护罩，安装于所述按键显示电路板上，环绕所述第二玻璃镜片或所述第二透镜的外周设置，用于承载所述第二玻璃镜片或所述第二透镜并避免外界光线对所述显示屏的干扰；

微动开关，焊接于所述按键显示电路板上；

密封垫，位于所述屏蔽保护罩与所述微动开关之上，且插入所述灯头壳体的密封槽内，所述按键通过位于所述密封垫中的圆槽与所述微动开关连接。

优选的，至少一铜环和固定在所述电源电路板的亮铜上；所述电池的负极与一处于压缩状态的弹簧接触、正极压在所述铜环表面；所述铜环上装有正负极防错环，防止因所述电池的正负极装反而导致的短路；所述弹簧焊接于所述麦克风电路板的亮铜上。

优选的，包括4节并联的所述电池；便携式双工可见光通信装置还包括：

麦克风柱绝缘套，位于4节所述电池围绕而成的区域内，且通过一定位柱与所述麦克风电路板定位连接；

焊接柱，安装于麦克风柱绝缘套的中心孔内，且所述焊接柱的一端焊接于所述麦克风电路板的中心孔中；

伸缩接触针，一端固定于焊接柱上、另一端被压缩顶在电源电路板表面的中心亮铜上；

麦克风支架，固定于所述麦克风电路板上；

所述麦克风上安装有咪头套，且所述麦克风安装于所述麦克风支架上。

优选的，所述耳机电路板上还焊接有扁平电缆线接口；所述耳机电路板插入一接口座的槽内，且其底部与所述接口座内孔底面相接触；第二O型密封圈的内圈套在所述接口座上、外圈与所述灯头壳体上的内孔过盈配合连接。

优选的，还包括均安装于所述筒身上的第三O型密封圈和第四O型密封圈；所述第三O型密封圈的内圈与所述筒身过盈配合连接、外圈与所述灯头壳体过盈配合连接；所述第四O型密封圈的内圈与所述筒身过盈配合连接、外圈与所述后盖的内壁过盈配合连接。

本发明提供的便携式双工可见光通信装置，具有以下有益效果：

1、将光照明与可见光通信融合在一起，在照明的同时，也可实现即时的音频信息传输与接收；

2、除了通用的照明功能外，将扬声器、麦克风等外部设备有效整合在一起，且合理的分布在不同的部位，空间结构紧凑；

3、光源、灯头壳体、筒身、后盖、显示屏以及USB接口等处均采用了密封设计，有效的形成了密封面，使得所述便携式双工可见光通信装置具有优良的密封性能；

4、灯头壳体、筒身与后盖通过螺纹旋紧在一起，使得装配工艺简单；

5、灯头壳体采用航空铝合金材料，便于散热，光源与灯头壳体之间涂敷导热硅脂，减小了热阻，同时灯头壳体采用沟槽环状散热鳍，增大散热表面积，有利于快速降温，使得所述便携式双工可见光通信装置具有良好的散热性能；

6、采用人机工程学的设计思路，外形尺寸上便于操作和随身携带，多个按键的设计，很方便的设置不同的功能，便于使用者便捷的操作，具有良好的人机工程操控性；

7、具有移动电源的扩展口，可作为移动电源，对手机等电子设备进行充电；

8、可以实现百米以上的远距离照明和通信；

9、主控电路板带有温度监控功能，可实时的调控功率输出，有效确保了光源具有较长的使用寿命和较高的性能可靠性。

附图说明

附图1是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第一剖面的结构示意图；

附图2是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第二剖面的结构示意图；

附图3是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第三剖面的结构示意图；

附图4是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第四剖面的结构示意图；

附图5是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置的外观示意图；

附图6是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置的主控电路板的控制框图；

附图7是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置电源电路板的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的便携式双工可见光通信装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种便携式双工可见光通信装置，附图1是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第一剖面的结构示意图，附图2是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第二剖面的结构示意图，附图3是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第三剖面的结构示意图，附图4是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置第四剖面的结构示意图，附图5是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置的外观示意图。如图1-图5所示，本具体实施方式提供的便携式双工可见光通信装置，包括沿所述便携式双工可见光通信装置的轴向方向依次连接的灯头壳体9、筒身13和后盖20；

多个光源42和一个光电探测器(Photodetector，PD)43均安装于所述灯头壳体9围绕而成的第一腔体内，且多个所述光源42环绕所述光电探测器43的外周设置；所述光源42用于向外界发射携带有第一音频信息的第一光信号，所述光电探测器43用于接收来自外界的、且携带有第二音频信息的第二光信号；

所述灯头壳体9上安装有显示屏31和扬声器28，所述显示屏31用于显示所述便携式双工可见光通信装置的状态信息，所述扬声器28用于播放所述第二音频信息；

麦克风18和电池14安装于所述筒身13和所述后盖20共同围绕而成的第二腔体内，所述电池14用于向整个所述便携式双工可见光通信装置供电，所述麦克风18用于接收所述第一音频信号；

主控电路板10，连接所述光源42、所述光电探测器43、所述扬声器28和所述麦克风18，用于将来自于所述麦克风18的所述第一音频信号加载至所述光源42并驱动所述光源42发射所述第一光信号；所述主控电路板10还用于自所述第二光信号中提取所述第二音频信号并传输至所述扬声器28播放。

附图6是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置的主控电路板的控制框图。具体来说，所述电池14的型号优选为18650电池。以下以所述光源42为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为例进行说明。所述主控电路板10包括发送单元、接收单元和主控单元。所述麦克风18可以为内置麦克风，也可以为外置麦克风。所述主控电路板10通过两个1.25mm 2pin贴片插座分别与所述光电探测器43和所述扬声器28互联。当LED的数量为4时，所述主控电路板10通过4个0.8mm 2pin贴片插座分别与4颗LED互联。

所述扬声器28优选为微型小喇叭扬声器，且所述扬声器28安装在喇叭盖孔中。Ф20O型密封圈内圈过盈安装在喇叭盖外壁上，外圈过盈与灯头壳体9孔内壁接触。微型小喇叭扬声器可放置在喇叭盖孔臂中，弯曲的喇叭盖孔的边固定微型的小喇叭扬声器，微型的小喇叭扬声器表面与喇叭盖孔的底面紧密接触，形成密封环，以构成密封腔。

所述发送单元的功能实现：麦克风信号和外接音频输入信号(即所述第一音频信号)通过二选一开关选择后，送入AD828，所述AD828的第一级做固定增益放大器使用、第二级做低通滤波使用，自所述第二级输出的信号经开关选择后，再经LC耦合以驱动LED，实现所述第一音频信号的发送。

所述接收单元的功能实现：所述光电探测器43接收携带有所述第二音频信息的所述第二光信号后，将所述第二光信号转换为电流信号，再经下拉电阻转换为电压信号；之后，所述电压信号经高通滤波后送入压控增益放大器，产生控制电压，控制增益，自VCA810的输出信号送入AD828，AD828的第一级做二阶压控高通滤波器使用，输出送SGM3157，做内置的所述扬声器28和外接的耳机接收控制；AD828的第二级做全波整流器使用，采用VCA810输出信号幅度，送主控单元做自动增益控制调节使用。内置的所述扬声器28在接收方式下，SGM3157输出信号经功率放大后推动所述扬声器28发声，最终实现所述第二光信号到所述第二音频信号的转换。

所述主控单元的功能实现：所述主控单元可以实现耳机插入检测、整板开关控制、AGC自动增益控制、光源的光强调节、扬声器的音量调节、电源控制、按键控制、显示屏显示控制等。

优选的，所述便携式双工可见光通信装置还包括：

电源电路板11，固定于所述灯头壳体9朝向所述筒身13一侧的台阶区域，连接所述电池14与所述主控电路板10，且与所述主控电路板10平行设置；

按键显示电路板29，位于所述第一腔体内，连接所述显示屏31、所述主控电路板10以及位于所述灯头壳体9上的多个按键35，多个所述按键35用于分别调整所述光源42、所述光电探测器43、所述扬声器28和所述麦克风18的状态；

耳机电路板6，位于所述第一腔体内，连接所述主控电路板10以及均位于所述灯头壳体9上的耳机接口7和USB接口5；

麦克风电路板2，位于所述第二腔体内，连接所述主控电路板10和所述麦克风18。

具体来说，所述便携式双工可见光通信装置包括五块相互独立的电路板，即所述主控电路板10、所述电源电路板11、所述按键显示电路板29、耳机电路板6和所述麦克风电路板2。附图7是本发明具体实施方式中便携式双工可见光通信装置电源电路板的控制框图。所述电源电路板11提供整板所需的+5V、-5V、3.3V电压和LED供电电压。整机采用内置4节18650电池并联方案，供电电压3.5V～4.2V，充电芯片选用TI BQ24296M芯片，最大充电电流3A，BQ24296M支持OTG功能，可以对外提供5V供电。充电芯片输出VSYS电源(3.5V～4.2V)经降压产生3.3V电源供所述主控电路板10使用，经升压及反压产生+5V和-5V供电，供整板运放使用。LED采用2颗供电芯片提供，配合数字电位器，支持在线调压功能，调压范围3V～4.3V。所述电源电路板11采用2个双排16pin 0.8mm间距高密插座与所述主控电路板10相连。

所述电源电路板11通过十字盘头螺钉GB/T 818M2X4固定在所述灯头壳体9的台阶上，且两者接触表面电气上导通。所述主控电路板10和所述电源电路板11呈平行放置，并通过焊接铜柱进行固定。

优选的，所述光源42为发光二极管；所述便携式双工可见光通信装置还包括：

第一反光杯44，包括相对分布的第一开口和第二开口，所述第一反光杯44在所述第一开口处环绕所述光源42的外周设置，所述光源42沿所述第一开口指向所述第二开口的方向发射所述第一光信号；

定位片41，位于所述光源42的出光侧，且与所述第一反光杯44套接；

第一旋盖8，用于封闭所述第二开口。

优选的，所述第一反光杯44为15mm高的铝合金反光杯；一第一O型密封圈46安装在所述第一反光杯44上，且其外圈与所述灯头壳体9上的光孔过盈接触；所述第一O型密封圈46上装有第一玻璃镜片45或第一透镜，所述第一旋盖8通过螺纹旋入所述灯头壳体9上的螺纹孔，将所述第一玻璃镜片45或所述第一透镜沿所述第一反光杯44的轴向旋压紧。

具体来说，所述光源42的底部涂敷导热硅脂、并与灯头壳体9上安装孔底部接触，所述光源42上装配有定位片41，所述定位片41位于所述第一反光杯44和所述光源42之间，用于定位和绝缘。所述第一反光杯44套在所述定位片41上，所述第一O型密封圈46安装在所述第一反光杯44上，所述第一O型密封圈46的外圈与灯头壳体9上的光孔部分过盈接触，所述第一O型密封圈46上装有所述第一玻璃镜片45或所述第一透镜，所述第一旋盖8通过螺纹旋入灯头壳体9上的螺纹孔，将所述第一玻璃镜片45或所述第一透镜沿轴向旋压紧，构成了光学反射界面，同时形成密闭的密封腔，且便于散热。其中，所述第一O型密封圈46为Ф21O型密封圈，所述第一玻璃镜片45为Ф20玻璃镜片，所述第一透镜为Ф20透镜。

所述定位片41的材料优选为软绝缘材料，，能够避免电气短路，同时又可以提供定位功能。多个所述光源42优选为4个所述光源，且4个所述光源42沿所述灯头壳体4的中心轴对称分布，所述光电探测器43放置于4个所述光源42所围绕而成的区域的中心位置。所述第一O型密封圈46优选为处于被压缩的状态，分别与所述第一反光杯44、所述灯头壳体9上的内孔、Ф20玻璃镜片紧密接触，以形成封闭的密封环，且能包容轴线方向的尺寸误差。

优选的，所述便携式双工可见光通信装置还包括：

第二反光杯，包括相对分布的第三开口和第四开口，所述第二反光杯在所述第三开口处环绕所述光电探测器43的外周设置，所述第二光信号沿所述第四开口指向所述第三开口的方向射入所述光电探测器43；

第二旋盖，用于封闭所述第四开口。

具体来说，所述第二反光杯也为15mm高的铝合金反光杯。所述光电探测器43上套装15mm高铝合金小反光杯，Ф21O型密封圈安装在15mm高铝合金小反光杯上，Ф21O型密封圈外圈与灯头壳体9上的光孔部分过盈接触，Ф21O型密封圈上也装有Ф20玻璃镜片或为Ф20透镜，第二旋盖通过螺纹旋入灯头壳体9上的螺纹孔，将Ф20玻璃镜片或Ф20透镜沿轴向旋压紧，构成了光学接收界面，同时又形成密闭的密封腔。

优选的，所述便携式双工可见光通信装置还包括：

驱动模组32，安装于所述按键显示电路板29上，用于驱动所述显示屏31，所述显示屏31为有机发光二极管显示屏；

第二玻璃镜片34或第二透镜，所述显示屏31位于所述第二玻璃镜片34或所述第二透镜背离屏蔽保护罩30的表面；

屏蔽保护罩30，安装于所述按键显示电路板29上，环绕所述第二玻璃镜片34或所述第二透镜的外周设置，用于承载所述第二玻璃镜片34或所述第二透镜并避免外界光线对所述显示屏31的干扰；

微动开关36，焊接于所述按键显示电路板29上；

密封垫33，位于所述屏蔽保护罩30与所述微动开关36之上，且插入所述灯头壳体9的密封槽内，所述按键35通过位于所述密封垫33中的圆槽与所述微动开关36连接。

具体来说，所述按键显示电路板29通过十字盘头螺钉GB/T 818M2X4固定在灯头壳体9上。所述驱动模组32、所述屏蔽保护罩30及所述微动开关36通过焊接固定在所述按键显示电路板29上。所述第二玻璃镜片34放在所述屏蔽保护罩30上。所述密封垫33通过定位槽放在所述屏蔽保护罩30和所述微动开关36上，所述密封垫33的周边凸缘部分插入所述灯头壳体9的密封槽内。所述按键35通过底部圆柱插入所述密封垫33圆槽，以置于所述密封垫33之上。所述显示屏31通过四个圆孔套入所述按键35，放在最外面，然后通过内六角花形盘头螺钉GB/T 2672M2X5固定在所述灯头壳体9上。所述第二玻璃镜片34为OLED玻璃镜片。

所述显示屏31优选为0.96寸128*64分辨率的OLED显示屏，以显示整机工作状态信息。举例来说：多个所述按键35包括4颗按键，4颗所述按键分别为上键、下键、左键和右键。所述上键的功能为：长按1秒开机，长按3秒关机，短按锁定，再次短按解锁，锁定状态下，其它按键无响应。所述左键和右键的功能为：开机状态下，做LED开关控制；发送状态下，左右键同时按下，进入亮度调节状态，具有1-8共8档亮度调节，1最暗，8最亮，左键按下，亮度加1，右键按下，亮度减1，按其它键或耳机插入，退出调光设置；在接收状态下，左右键同时按下，进入音量调节设置，具有1-8共8档音量调节，1音量最小，8音量最大，左键按下，音量加1，右键按下，音量减一，按其它键或耳机插入，退出调音设置。所述下键的功能为：无外接耳机或音频插入时，做内置麦克风发送和内置扬声器接收切换功能；外接耳机或音频插入时，该键无反应，此时作为音量/亮度调节退出键使用。按键显示板通过16pin 0.5mm间距的FPC(Flexible Printed Circuit Board，柔性电路板)连接器与所述主控电路板10相连。

所述密封垫33的材料优选为弹性材料，用于固定OLED玻璃镜片和所述按键35，同时提供过盈量被压缩，以便形成密封腔。所述驱动模组32的中心轴线与所述灯头壳体9的中心轴线呈90°夹角放置。

优选的，至少一铜环4固定在所述电源电路板11的亮铜上；所述电池14的负极与一处于压缩状态的弹簧15接触、正极压在所述铜环4表面；所述铜环4上装有正负极防错环，防止因所述电池14的正负极装反而导致的短路；所述弹簧15焊接于所述麦克风电路板2的亮铜上。

优选的，包括4节并联的所述电池14；便携式双工可见光通信装置还包括：

麦克风(Microphone，MIC)柱绝缘套3，位于4节所述电池14围绕而成的区域内，且通过一定位柱与所述麦克风电路板2定位连接；

焊接柱17，安装于麦克风柱绝缘套3的中心孔内，且所述焊接柱17的一端焊接于所述麦克风电路板2的中心孔中；

伸缩接触针12，一端固定于焊接柱17上、另一端被压缩顶在电源电路板11表面的中心亮铜上；

麦克风支架16，固定于所述麦克风电路板2上；

所述麦克风18上安装有咪头套19，且所述麦克风18安装于所述麦克风支架16上。

所述麦克风电路板2提供内置麦克风接口，通过1.25mm间距2pin贴片插座与内置麦克风互连。提供内置电池负极连接，通过4颗9mm高度(压缩后的高度)的所述弹簧15与所述电池14互连，提供充电保护功能，通过DW01A和FS8205A提供过冲，过放保护功能。具体来说，所述电源电路板11通过十字盘头螺钉GB/T 818M2X4固定铜环4在亮铜上。所述电源电路板11通过十字盘头螺钉GB/T 818M2X4固定在所述灯头壳体9的台阶上，且两者接触表面电气上导通，所述主控电路板10通过焊接铜柱与所述电源电路板11固定连接。

所述电池14的负极与被压缩的Ф8x12mm所述弹簧15接触、正极被固定在所述铜环4上。所述Ф8x12mm小弹簧沿麦克风柱绝缘套中心径向均匀分布。Ф8x12mm的所述弹簧15被焊接在所述麦克风电路板2的亮铜上。麦克风柱绝缘套3安装在4节18650电池中间，所述麦克风柱绝缘套3通过定位柱与所述麦克风电路板2定位，通过自攻螺钉GB/T ST2.2x6F固定。所述伸缩接触针12一端通过螺纹固定在M3x65x4.5T型的所述焊接柱17上，另一端被压缩顶在所述电源电路板11表面的中心亮铜上。M3x65x4.5T型所述焊接柱17装在所述麦克风柱绝缘套3的中心孔中，且其一端插入所述麦克风电路板2中心孔并通过焊接固定。所述麦克风电路板2一侧表面与所述筒身13上的台阶接触，构成电气回路。所述麦克风支架16通过GB/T818M2X4固定在所述麦克风电路板2上。所述麦克风18上装所述咪头套19，并安装在所述麦克风支架16上的中心孔内。

所述麦克风柱绝缘套3的材料优选为绝缘材料，以便于实现电气隔离。且4颗所述电池14沿所述麦克风柱绝缘套3的中心径向均匀分布。所述焊接柱17的材料优选为导电材料，与所述伸缩接触针12组合在一起，以构成有效的电气回路。所述麦克风支架16的材料优选采用导电材料，与所述麦克风电路板2及所述灯头壳体9的台阶面形成有效的电路导通。所述咪头套19的材料优选采用橡胶材料，既可以紧密包住麦克风18，又可与后盖20内表面过盈配合，形成密封。

优选的，所述耳机电路板6上还焊接有扁平电缆线接口23；所述耳机电路板6插入一接口座25的槽内，且其底部与所述接口座25内孔底面相接触；第二O型密封圈21的内圈套在所述接口座25上、外圈与所述灯头壳体9上的内孔过盈配合连接。

所述耳机电路板6提供对位USB接口和耳机接口，采用CP2102芯片支持USB转串口功能，供所述主控电路板10程序下载和调试使用，采用20pin0.5mm间距FPC连接器与所述主控电路板10相连。

具体来说，所述第二O型密封圈为Ф26.5O型密封圈。所述耳机电路板6上焊接有MicroUSB插座、耳机插座、FFC扁平电缆线插座。所述耳机电路板6插入接口座槽内，其底部与接口座25内孔底面相接触。Ф26.5O型密封圈内侧面紧套在接口座上，外侧面与灯头壳体9内孔壁过盈接触。MicroUSB&耳机插座面板24装在接口座25上表面，底面压住所述耳机电路板6上表面，MicroUSB&耳机插座面板24通过内六角花形盘头螺钉GB/T 2672M2X5固定在灯头壳体9上，密封盖22压入MicroUSB&耳机插座面板24和耳机插座孔及MicroUSB插座槽内。

所述密封盖22的材料优选为采用弹性材料，与MicroUSB插座、耳机插座、MicroUSB&耳机插座面板24过盈配合，形成有效的密封。

优选的，所述便携式双工可见光通信装置还包括均安装于所述筒身13上的第三O型密封圈39和第四O型密封圈38；所述第三O型密封圈39的内圈与所述筒身13过盈配合连接、外圈与所述灯头壳体9过盈配合连接；所述第四O型密封圈38的内圈与所述筒身13过盈配合连接、外圈与所述后盖20的内壁过盈配合连接。

所述灯头壳体9、所述筒身13和所述后盖20通过螺纹旋紧在一起，这就构成了完整的电气回路，使用时，操作人员打开按键35，切换不同的工作状态，同时通过麦克风18将音频信号通过可见光传给对方，对手实时的音频信号通过扬声器28传给自己，这样就构成了一个完整的可见光通信系统。

本具体实施方式提供的便携式可见光通信装置，具有以下优势：：1，将可见光照明和光通信融合在一起，可实现即时音频信息传输和接受；2，结构紧凑,具备扬声器、Ф3.5耳机插座、麦克风等外设接口；3，具有优良的密封性能；4，装配工艺简单；5，具有良好的散热性能；6，便于携带，多按键设计，具有良好的人机工程操控性；7，具有移动电源的扩展口；8，可远离距照明和信息传输；9，长寿命、高可靠性设计；10，电源的正负极防错功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种便携式双工可见光通信装置，其特征在于，包括沿所述便携式双工可见光通信装置的轴向方向依次连接的灯头壳体、筒身和后盖，所述灯头壳体、所述筒身和所述后盖通过螺纹旋紧在一起，以构成完整的电气回路；多个光源和一个光电探测器均安装于所述灯头壳体围绕而成的第一腔体内，且多个所述光源环绕所述光电探测器的外周设置；所述光源用于向外界发射携带有第一音频信息的第一光信号，所述光电探测器用于接收来自外界的、且携带有第二音频信息的第二光信号；

所述灯头壳体上安装有显示屏和扬声器，所述显示屏用于显示所述便携式双工可见光通信装置的状态信息，所述扬声器用于播放所述第二音频信息，所述灯头壳体采用沟槽环状散热鳍；

麦克风和电池安装于所述筒身和所述后盖共同围绕而成的第二腔体内，所述电池用于向整个所述便携式双工可见光通信装置供电，所述麦克风用于接收所述第一音频信息 ，所述麦克风为内置麦克风；所述便携式双工可见光通信装置整机采用内置4节18650电池并联方案，供电电压3.5V～4.2V，充电芯片为TIBQ24296M芯片，最大充电电流3A；

主控电路板，位于所述第一腔体内，连接所述光源、所述光电探测器、所述扬声器和所述麦克风，用于将来自于所述麦克风的所述第一音频信息 加载至所述光源并驱动所述光源发射所述第一光信号；所述主控电路板通过两个1.25mm 2pin贴片插座分别与所述光电探测器和所述扬声器互联，所述主控电路板还用于自所述第二光信号中提取所述第二音频信息 并传输至所述扬声器播放，所述主控电路板具有温度监控功能，以实时调控功率输出，确保所述光源的使用寿命；

电源电路板，通过十字盘头螺钉固定于所述灯头壳体朝向所述筒身一侧的台阶区域，连接所述电池与所述主控电路板，且与所述主控电路板平行设置，并通过焊接铜柱进行固定；所述电源电路板采用2个双排16pin 0.8mm间距高密插座与所述主控电路板相连，且所述主控电路板位于所述光源与所述电源电路板之间；

按键显示电路板，位于所述第一腔体内，通过十字盘头螺钉固定在灯头壳体上，所述按键显示电路板连接所述显示屏、所述主控电路板以及位于所述灯头壳体上的多个按键，多个所述按键用于分别调整所述光源、所述光电探测器、所述扬声器和所述麦克风的状态；所述按键显示板通过16pin 0.5mm间距的柔性电路板连接器与所述主控电路板相连；

耳机电路板，位于所述第一腔体内，连接所述主控电路板以及均位于所述灯头壳体上的耳机接口和USB接口；所述耳机电路板采用20pin0.5mm间距柔性电路板连接器与所述主控电路板相连；

麦克风电路板，位于所述第二腔体内，连接所述主控电路板和所述麦克风，所述麦克风电路板提供内置麦克风接口，通过1.25mm间距2pin贴片插座与所述内置麦克风互连，所述麦克风电路板一侧表面与所述筒身上的台阶接触，构成电气回路；

所述便携式双工可见光通信装置还包括均安装于所述筒身上的第三O型密封圈和第四O型密封圈；所述第三O型密封圈的内圈与所述筒身过盈配合连接、外圈与所述灯头壳体过盈配合连接；所述第四O型密封圈的内圈与所述筒身过盈配合连接、外圈与所述后盖的内壁过盈配合连接。

2.根据权利要求1所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，所述光源为发光二极管；所述便携式双工可见光通信装置还包括：

第一反光杯，包括相对分布的第一开口和第二开口，所述第一反光杯在所述第一开口处环绕所述光源的外周设置，所述光源沿所述第一开口指向所述第二开口的方向发射所述第一光信号；

定位片，位于所述光源的出光侧，且与所述第一反光杯套接；

第一旋盖，用于封闭所述第二开口。

3.根据权利要求2所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，还包括：

第二反光杯，包括相对分布的第三开口和第四开口，所述第二反光杯在所述第三开口处环绕所述光电探测器的外周设置，所述第二光信号沿所述第四开口指向所述第三开口的方向射入所述光电探测器；

第二旋盖，用于封闭所述第四开口。

4.根据权利要求2所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，所述第一反光杯为15mm高的铝合金反光杯；一第一O型密封圈安装在所述第一反光杯上，且其外圈与所述灯头壳体上的光孔过盈接触；所述第一O型密封圈上装有第一玻璃镜片或第一透镜，所述第一旋盖通过螺纹旋入所述灯头壳体上的螺纹孔，将所述第一玻璃镜片或所述第一透镜沿所述第一反光杯的轴向旋压紧。

5.根据权利要求1所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，还包括：

驱动模组，安装于所述按键显示电路板上，用于驱动所述显示屏，所述显示屏为有机发光二极管显示屏；

第二玻璃镜片或第二透镜，所述显示屏位于所述第二玻璃镜片或所述第二透镜背离屏蔽保护罩的表面；

屏蔽保护罩，安装于所述按键显示电路板上，环绕所述第二玻璃镜片或所述第二透镜的外周设置，用于承载所述第二玻璃镜片或所述第二透镜并避免外界光线对所述显示屏的干扰；

微动开关，焊接于所述按键显示电路板上；

密封垫，位于所述屏蔽保护罩与所述微动开关之上，且插入所述灯头壳体的密封槽内，所述按键通过位于所述密封垫中的圆槽与所述微动开关连接。

6.根据权利要求1所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，至少一铜环固定在所述电源电路板的亮铜上；所述电池的负极与一处于压缩状态的弹簧接触、正极压在所述铜环的表面；所述铜环上装有正负极防错环，防止因所述电池的正负极装反而导致的短路；所述弹簧焊接于所述麦克风电路板的亮铜上。

7.根据权利要求6所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，包括4节并联的所述电池；便携式双工可见光通信装置还包括：

麦克风柱绝缘套，位于4节所述电池围绕而成的区域内，且通过一定位柱与所述麦克风电路板定位连接；

焊接柱，安装于麦克风柱绝缘套的中心孔内，且所述焊接柱的一端焊接于所述麦克风电路板的中心孔中；

伸缩接触针，一端固定于焊接柱上、另一端被压缩顶在电源电路板表面的中心亮铜上；

麦克风支架，固定于所述麦克风电路板上；

所述麦克风上安装有咪头套，且所述麦克风安装于所述麦克风支架上。

8.根据权利要求1所述的便携式双工可见光通信装置，其特征在于，所述耳机电路板上还焊接有扁平电缆线接口；所述耳机电路板插入一接口座的槽内，且其底部与所述接口座内孔底面相接触；第二O型密封圈的内圈套在所述接口座上、外圈与所述灯头壳体上的内孔过盈配合连接。

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