CN112104420A - 远距离可见光源信息摆渡设备 - Google Patents

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张文建
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/502—LED transmitters

Abstract

本发明提供了一种远距离可见光源信息摆渡设备。该设备包括：发送端及接收端，发送端包括LED，接收端包括高灵敏度光电接收器，LED用于通过可见光将需要发送的信息传输至高灵敏度光电接收器，高灵敏度光电接收器用于通过接收由LED发射的可见光，获取到传输的信息。本发明提供的远距离可见光源信息摆渡设备能够解决传统信息摆渡设备隐蔽性差的问题。

Description

远距离可见光源信息摆渡设备
技术领域
本发明涉及可见光通信技术领域，特别是涉及一种远距离可见光源信息摆渡设备。
背景技术
信息摆渡作为一种技术侦查措施在打击犯罪方面具有传统侦查措施无法比拟的优势，特别是针对恐怖袭击、毒品犯罪等隐蔽性较强、危险系数较高的犯罪。为了窃听某室内人员的动静及谈话内容，可以利用专门的窃听器。电子技术的发展，使窃听器日益趋于小型化、微型化。有的窃听器做成黄豆粒或针尖那么小，埋设在墙壁、电话机、电灯、沙发、椅子里，用一对导线将信号引出来。管控者在远远的地方即可听到室内的动静，其拾音范围可达10米左右，甚至连写字的声音都能听得一清二楚。专线窃听器的缺点是必须进入被管控的房间，以便安置窃听器和线路，容易被发觉。而利用无线电波和微波进行窃听，就能克服专线窃听的弱点。有的微波窃听器可以制得很小，隐藏在提包、首饰、钢笔、眼镜、钮扣中。随着科学技术新成就的不断出现，窃听技术越来越升级，其方法和手段越来越多，如激光窃听、辐射窃听等新的窃听技术相继问世。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种远距离可见光源信息摆渡设备，能够解决传统信息摆渡设备隐蔽性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种远距离可见光源信息摆渡设备，所述设备包括：发送端及接收端，发送端包括LED，接收端包括高灵敏度光电接收器，LED用于通过可见光将需要发送的信息传输至高灵敏度光电接收器，高灵敏度光电接收器用于通过接收由LED发射的可见光，获取到传输的信息。
在一些实施方式中，发送端还包括：第一信号处理电路、LED驱动电路。
在一些实施方式中，第一信号处理电路用于：对需要发送的数据进行预处理、调制。
在一些实施方式中，LED驱动电路用于：对发射可见光的LED进行驱动。
在一些实施方式中，接收端还包括：光电倍增管、第二信号处理电路。
在一些实施方式中，光电倍增管用于：对检测到的光电信号进行放大。
在一些实施方式中，第二信号处理电路用于：对放大后的光电信号进行解调。
在一些实施方式中，高灵敏度光电接收器包括：光学望远镜、雪崩二极管。
在一些实施方式中，远距离可见光源信息摆渡设备具备：语音实时传输功能、文本信息传输功能。
在一些实施方式中，远距离可见光源信息摆渡设备的传输距离为800米，传输速率为100Kbps。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、隐蔽性好。本设备基于可见光通信技术，只需要对目标空间的LED光源的驱动电路略作修改，即可实现管控。与传统窃听设备相比，可见光通信没有电磁信号泄露，传统的反窃听检测设备无法检测；
2、可靠性强。本设备主要是基于可见光通信技术实现目标空间的管控，通信信道不易被干扰，与基于振动传输的激光窃听相比，远距离可见光源信息摆渡设备通信信道可靠性更强；
3、泛在性强。本设备主要是利用目标空间的LED照明光源实现信息的采集和发送，有灯的地方就可以实现信息传递。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例提供的远距离可见光源信息摆渡设备的原理框图；
图2是对远距离可见光源信息摆渡设备进行测试的测试环境的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本公司研发的远距离可见光源信息摆渡设备的原理示意图如图1所示，具体就是，发送端避开了传统信息窃取方式，利用无处不在的LED灯作为信息发送源，只需在目标房间的灯具内部放入一个控制LED光源的芯片，然后驱动LED将信息利用光线透过窗户发送出来；接收端在室外放置一个高灵敏度光电接收器，接收可见光通信信号，从而实现信息摆渡获得信息。
目前，本公司研发的远距离可见光源信息摆渡设备发送端主要包含吸顶灯和射灯两种发送形态；接收端采用光学望远镜作为通信接收端的光学系统、雪崩二极管(或SPAD)作为通信信号的检测器。用户利用远距离可见光源信息摆渡设备，只需要一个耳机就可以实现对目标房间的监听。
远距离可见光源信息摆渡设备的主要功能指标包括：1.语音实时传输功能；2.文本信息传输功能；3.视频实时传输功能。
远距离可见光源信息摆渡设备的主要性能指标包括：1.传输距离：800米；2.传输速率：100Kbps；3.误码率：≤10-6。
为了验证本设备的功能要求和性能指标，对本发明提供的设备的功能和性能指标进行了检验。
在进行功能和性能指标检验之前，先搭建测试环境。测试环境应符合下列条件：1.环境温度：-20℃～+55℃。2.相对湿度：45％～80％。3.大气压强：86kPa～106kPa。4.室内均匀光线，无侧光和直射光，无逆光现象。
最终搭建的测试环境如图2所示。
首先进行功能检验。
先执行语音实时传输功能检验。检验过程如下：按照前述的测试条件准备测试环境。测试人员将收发设备分别架设在相距100米左右的位置上，测试人员A在光源旁边说话，测试人员B在距离100米的接收位置，查看通过设备是否能听见、听清测试人员A所说的内容。检验结果是否符合语音实施传输功能的要求。
再执行文本信息传输功能检验。检验过程如下：按照前述的测试条件准备测试环境。测试人员将收发设备分别架设在相距100米左右的位置上，测试人员A在发送位置利用网线将电脑与光源相连，然后在电脑上通过聊天软件(比如飞秋等)发送文本信息，测试人员B在距离100米的接收位置也利用网线将电脑与接收设备相连，然后在电脑上通过聊天软件查看是否能够接收到发送端发送的文本信息。检验结果是否符合文本信息传输功能的要求。
接下来，执行性能指标检验。
先执行通信传输距离检验。检验过程如下：按照前述的测试条件准备测试环境。测试人员A固定光源的位置，并在光源旁边播放音频信息，测试人员B将接收端设备分别放置在距离光源的50m、100m、200m、400m以及800m的位置上，并查看接收设备是否还能接收到光源所发射出来的音频信息。检验结果是否符合通信传输距离的要求。
再执行通信传输速率检验。检验过程如下：按照前述的测试条件准备测试环境。测试人员A固定光源的位置，并在光源旁边播放音频信息，测试人员B将接收端设备分别放置在距离光源的50m、100m、200m、400m以及800m的位置上，通过示波器连接接收设备，查看接收信号的波形。检验结果是否符合通信传输速率的要求。
最后执行通信误码率检验。检验过程如下：按照前述的测试条件准备测试环境。测试人员A固定光源的位置，并通过光源以系统最高传输速率发送随机序列(序列多项式1001_0101_0101_0101_0110_0101_0110_0101_0110_1001)，在接收端统计接收到的错误比特数，将错误比特数除以传输总比特数得出误比特率。检验结果是否符合通信误码率的要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，包括：发送端及接收端，发送端包括LED，接收端包括高灵敏度光电接收器，LED用于通过可见光将需要发送的信息传输至高灵敏度光电接收器，高灵敏度光电接收器用于通过接收由LED发射的可见光，获取到传输的信息。
2.根据权利要求1所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，发送端还包括：第一信号处理电路、LED驱动电路。
3.根据权利要求2所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，第一信号处理电路用于：对需要发送的数据进行预处理、调制。
4.根据权利要求2所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，LED驱动电路用于：对发射可见光的LED进行驱动。
5.根据权利要求1所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，接收端还包括：光电倍增管、第二信号处理电路。
6.根据权利要求5所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，光电倍增管用于：对检测到的光电信号进行放大。
7.根据权利要求5所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，第二信号处理电路用于：对放大后的光电信号进行解调。
8.根据权利要求1所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，高灵敏度光电接收器包括：光学望远镜、雪崩二极管。
9.根据权利要求1所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，远距离可见光源信息摆渡设备具备：语音实时传输功能、文本信息传输功能。
10.根据权利要求1所述的远距离可见光源信息摆渡设备，其特征在于，远距离可见光源信息摆渡设备的传输距离为800米，传输速率为100Kbps。
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