CN113890611B - 基于自然光的通信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于自然光的通信装置及方法。所述通信装置包括：光收集组件、光信号处理组件和光信号发射组件，所述光收集组件与所述光信号处理组件连接；所述光信号处理组件与所述光信号发射组件连接；所述光收集组件，用于收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；所述光信号处理组件，用于接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；所述光信号发射组件，用于接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

Description

基于自然光的通信装置及方法

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种基于自然光的通信装置及方法。

背景技术

随着可见光通信技术的发展，以发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)为主的可见光通信技术得到广泛应用。

目前的可见光通信技术是通过LED驱动电路对LED进行数字调制，LED可以发出肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息。

但是，利用LED等人造光源进行远距离的通信时，需要消耗大量能源。

发明内容

本申请实施例提供一种基于自然光的通信装置及方法，以解决现有的室外应急机动光通信中功耗大的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种基于自然光的通信装置，包括：光收集组件、光信号处理组件和光信号发射组件，所述光收集组件与所述光信号处理组件连接；所述光信号处理组件与所述光信号发射组件连接；

所述光收集组件，用于收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；

所述光信号处理组件，用于接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；

所述光信号发射组件，用于接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

第二方面，本申请实施例提供一种基于自然光的通信方法，应用于上述基于自然光的通信装置，所述通信方法包括：

所述光收集组件收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；

所述光信号处理组件接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；

所述光信号发射组件接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本申请实施例中，通信装置包括：光收集组件、光信号处理组件和光信号发射组件，所述光收集组件与所述光信号处理组件连接；所述光信号处理组件与所述光信号发射组件连接；所述光收集组件，用于收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；所述光信号处理组件，用于接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；所述光信号发射组件，用于接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。如此，可以通过将自然光收集起来并进行处理，然后将携带信息后的光信号发出，从而实现绿色节能的远距离光通信。

附图说明

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

图1为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光收集组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光信号处理组件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光信号发射组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信方法的流程图。

附图标记说明：

1-光收集组件、2-光信号处理组件、3-光信号发射组件、11-自然光汇聚模块、12-光电转换模块、13-电能存储模块、14-光信号检测模块、21-光信号处理模块、22-自然光调制模块、221-电光调制模块、222-声光调制模块、23-光信号汇总模块、24-开关模块、31-信号收发控制模块、32-信号发射模块、4-显示组件、41-液晶显示模块、42-总体控制模块、5-转轴、6-传输管。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图，如图1所示，所述通信装置可以包括：光收集组件1、光信号处理组件2和光信号发射组件3，所述光收集组件1可以与所述光信号处理组件2连接；所述光信号处理组件2可以与所述光信号发射组件3连接；所述光收集组件1，可以用于收集自然光，并向所述光信号处理组件2传输收集的自然光；所述光信号处理组件2，可以用于接收所述光收集组件1传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件3传输所述指定光信号；所述光信号发射组件3，可以用于接收来自所述光信号处理组件2的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

其中，所述携带指定信息的指定光信号可以为自然光经过所述光信号处理组件2处理之后得到的光信号。所述指定信息可以为用户向外发射光信号所需传递的信息。

需了解的是，图1所示提供的通信装置中的所述光收集组件1的形状仅是一种示例，并不意为限制，具体形状可以根据实际应用情况进行选择。举例而言，所述光收集组件1可以为凹面型，即例如实际应用中太阳能锅的形状。

在本申请实施例中，光收集组件1、光信号处理组件2和光信号发射组件3这三个组件之间均可以通过光纤和电路进行连接。其中，光信号可以通过光纤传输，而通过电路可以为所述通信装置中各个部件进行供电。

本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，不同于现有的室外应急机动光通信时功耗大，可以通过将自然光收集起来并进行处理，然后将携带信息后的光信号发出，从而实现绿色节能的远距离光通信。

下面进一步地介绍本申请实施例提供的基于自然光的通信装置中各个部件的具体结构。

图2为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光收集组件的结构示意图，如图2所示，所述光收集组件可以包括：自然光汇聚模块11、光电转换模块12、电能存储模块13和光信号检测模块14；所述自然光汇聚模块11可以与所述光电转换模块12连接，所述光电转换模块12可以与所述电能存储模块13电连接，所述电能存储模块13可以与所述光信号检测模块14电连接。

其中，所述自然光汇聚模块11可以设置于所述凹面型结构的内部，从而可以更好地汇聚自然光；所述光信号检测模块14可以设置在所述凹面型结构的用于接收自然光的表面上，从而可以更好地检测外界发来的光信号。

在本申请的实施例中，如图2所示，所述自然光汇聚模块11可以用于汇聚接收到的自然光，并向所述光电转换模块12传输汇聚的一部分自然光；所述光电转换模块12可以用于将接收到的自然光的光能转换成电能，并向所述电能存储模块13传输所述电能；所述电能存储模块13可以用于存储接收到的电能，并向所述光信号检测模块14提供电能；所述光信号检测模块14可以用于对接收到的目标光信号进行检测，以确定所述目标光信号是否携带目标信息；在所述目标光信号携带所述目标信息的情况下，向所述光信号处理组件2传输所述目标光信号；在所述目标光信号不携带所述目标信息的情况下，向所述自然光汇聚模块11传输所述目标光信号。

其中，向所述光信号处理组件2传输的所述目标光信号可以为所述光信号检测模块14接收到外界设备发来的携带有目标信息的光信号。所述目标信息可以为外界设备主动发送来的通信消息，也可以为外界设备针对接收到本通信装置发送的消息进行回复的信息。

在本申请的实施例中，为了提供较广的吸光角度，所述光收集组件1可以为太阳能锅的内凹弧面结构，所述自然光汇聚模块11可以设置于内凹弧面结构的底部。所述内凹弧面可以梯度受光，通过两侧壁的不断反射实现自然光的第一次汇聚。所述弧面可以为蓄光型夜光纤维，在有光的条件下(尤其是自然光较强的日间)，可以充分吸收光能并储存。

其中，夜光纤维吸收可见光10分钟，便能将光能蓄贮于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10小时以上。在有光照时，夜光纤维可以呈现出各种颜色，如红色、黄色、绿色、蓝色等；在黑暗中，夜光纤维可以发出各种色光，如红光、黄光、蓝光、绿光等。夜光纤维色彩绚丽，且不需染色，是环保高效的高科技产品。制造夜光纤维的发光材料分为自发光型和蓄光型两种，自发光型夜光材料的基本成分为放射性材料，不需要从外部吸收能量，无论黑夜或白天都可持续发光。但是因为含有放射性物质，所以在使用时受到较大的限制，废弃后的处理也是一大问题。而蓄光型夜光材料不含有放射性物质，没有使用方面的限制，但它们要依靠吸收外部的光能才能发光，而且要储备足够的光能才能保证一直发光。如此，使用蓄光型夜光纤维可以更加绿色环保。

在本申请的实施例中，所述光电转换模块12在所述光收集组件1中所占面积不大，所述光电转换模块12可以将所述自然光汇聚模块11汇聚的自然光实现从光能转换为电能，并传输到所述电能存储模块13中进行储存，进而为整个通信装置的电路供能。

其中，所述电能存储模块13类似于蓄电池的工作原理，所述电能存储模块13可以由轻薄石墨烯构成。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，石墨烯可以具有高导电性、高强度、超轻薄等特性，从而可以更好地储存电能。

可以理解的是，所述电能存储模块13还可以用于向所述光信号处理组件3和所述光信号发射组件4中的至少一个供电。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述光信号检测模块14可以设置在内凹弧面的太阳能锅的表面，自然光可以透过所述光信号检测模块14在所述自然光汇聚模块11处被汇聚。在接收到的自然光中存在携带所述目标信息的所述目标光信号的情况下，举例而言，可以在所述光收集组件1的内凹弧面上有序排列柱面聚光体和柱面反光体，从而用于辅助汇聚自然光。所述光信号检测模块14可以将携带所述目标信息的所述目标光信号通过光纤向下一模块进行传递。如此，利用光信号检测模块对携带目标信息的目标光信号进行初步汇聚，可以节约光处理的成本，提高最终发射光信号的效率。

本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，通过自然光汇聚模块、光电转换模块和电能存储模块可以将自然光收集起来为下一模块供能，实现绿色节能的远距离大功率光通信；以及通过光信号检测模块对携带目标信息的目标光信号进行初步汇聚，可以节约光处理的成本，提高最终发射光信号的效率。

图3为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光信号处理组件的结构示意图。

如图3所示，所述光信号处理组件2可以包括：光信号处理模块21，所述光信号处理模块21可以与所述自然光汇聚模块11连接，以接收来自所述自然光汇聚模块11的自然光；所述光信号处理模块21可以与所述光信号检测模块14连接，以接收来自所述光信号检测模块14的携带所述目标信息的所述目标光信号。

如此，可以在所述光信号处理模块中通过两条光信号的通路，从而实现后续光信号的接收和发射。

如图3所示，所述光信号处理组件2还可以包括：自然光调制模块22，所述自然光调制模块22可以包括：电光调制模块221和声光调制模块222；所述光信号处理模块21可以通过开关模块24分别与所述电光调制模块221和所述声光调制模块222相连接；在满足第一条件的情况下，所述光信号处理模块21可以与所述电光调制模块221导通；在满足第二条件的情况下，所述光信号处理模块21可以与所述声光调制模块222导通。

其中，所述第一条件可以为用户需要发射高速的光信号；所述第二条件可以为用户需要发射高精度的光信号。所述自然光调制模块22可以根据所述指定信息来控制光信号的亮暗。

可以理解的是，所述电光调制模块221可以为铌酸锂做的光波导强度调试器，所述光波导强度调试器可以包括强度调制器，预发射的光通过所述电光调制模块221调制之后可以保证信号传递的高速率。

其中，铌酸锂(LiNbO₃，LN)是一种无色或略带黄绿色的负单轴晶体，具有优良的压电、电光、声光性质，是理想的制作声表面波、电光调制器等器件的材料。

在本申请的实施例中，所述电光调制模块221可以利用电光效应，所述电光效应可以指介质材料的光学特性(折射率)随外加电场而发生变化的现象。利用介质材料的电光效应可以实现对材料的折射率的电调谐，从而实现对其中传输的光波的强度的调制。所述声光调制模块222可以利用声光效应，使光信号受到调制而成为携带信息的强度调制波，从而保证光信号传递的高精度。

其中，所述声光效应可以是研究光通过机械波扰动的介质时发生散射或衍射的现象。机械波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该弹性应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，如同一个相位光栅。当光通过这一受到机械波扰动的介质时就会发生衍射现象，这种现象称之为声光效应。由于声光效应，当纵波以行波形式在介质中传播时会使介质折射率产生正弦或余弦规律变化，并随机械波一起传播，当激光通过此介质时，就会发生光的衍射。

如此，可以通过电光调制和声光调制两种调制方式的特性，使得用户在不同的情况下选择更优的通信方式。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述光信号处理组件2还可以包括：光信号汇总模块23；所述光信号汇总模块23可以通过所述光纤与所述电光调制模块221连接，所述光信号汇总模块23可以通过所述光纤与所述声光调制模块222连接。如此，可以为下一步光信号发射准备强度达标的信息源。

本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，可以将自然光收集起来并通过电光调制和/或声光调制方式对光信号进行处理，然后将携带信息后的光信号发出，从而实现绿色节能的远距离大功率光通信。

图4为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置中光信号发射组件的结构示意图。

如图4所示，所述光信号发射组件3可以包括：信号收发控制模块31和信号发射模块32；所述信号收发控制模块31可以与所述信号发射模块32连接。

其中，所述信号收发控制模块43可以控制光信号发射的通断。所述信号发射模块44最终可以将光信号高质量发射出去，等待被外界设备接收从而实现通信。

在本申请的实施例中，所述光信号汇总模块23可以与所述信号收发控制模块31连接，从而可以将调制好的光信号准备发射。

图5为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图。

如图5所示，所述通信装置还可以包括：显示组件4，所述显示组件4可以包括：液晶显示模块41和总体控制模块42，所述液晶显示模块41可以与所述总体控制模块42连接，所述总体控制模块42可以与所述信号收发控制模块31电连接。

其中，所述液晶显示模块41可以为触屏控制，方便用户的使用，此外也可以配备对应软件。所述总体控制模块42可以是整个通信装置的运算控制中心，可以对整个通信装置实现控制，并将内部多个过程实行封装，各项功能的操作可以在所述液晶显示模块41上进行提示并由通信人员自行设置。

在本申请的实施例中，所述信号收发控制模块31可以与所述光信号处理模块21连接，以接收所述光信号处理模块21传输的携带所述目标信息的所述目标光信号；所述信号收发控制模块31可以用于向所述总体控制模块42发送所述目标光信号；所述总体控制模块42可以用于接收所述目标光信号，对所述目标光信号进行处理，得到所述目标信息，向所述液晶显示模块41传输所述目标信息；所述液晶显示模块41可以用于显示所述目标信息。如此，用户可以通过显示组件接收到外界设备发来的光信号携带的信息，从而便于通信装置中光信号的接收。

另外，在本申请的实施例中，在所述通信装置发射光信号的情况下，用户可以通过所述液晶显示模块41输入所述指定光信号所需携带的所述指定信息，并向所述总体控制模块42传输，所述总体控制模块42再将所述指定信息编码成二进制信息向所述信号收发控制模块31传输，然后所述信号收发控制模块31将二进制的所述指定信息向所述光信号处理模块21传输。此时，所述光信号处理模块21可以所述自然光调制模块22传输所述指定信息，最后所述自然光调制模块22可以将所述指定信息调制到所述指定光信号中用于后续发射。如此，用户可以通过显示组件输入发射光信号所需携带的信息，从而便于通信装置中光信号的发射。

为了便于理解，在此举例说明：

例如，用户可以通过所述液晶显示模块41输入需要发送的信号与指令，即指定光信号所需携带的指定信息，通过所述总体控制模块42和所述信号收发控制模块31处理后向所述光信号处理模块21传递，然后再在所述自然光调制模块22中进行调制，从而使得发射的光信号携带信息。

本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，不仅可以通过将自然光收集起来并进行处理，然后将携带信息后的光信号通过光信号发射装置发射出去；而且可以通过接收外界设备发来的携带目标信息的目标光信号并处理，实现光信号的接收，从而实现绿色节能的远距离大功率光通信。

图6为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信装置的结构示意图，如图6所示，本申请实施例中提供的基于自然光的通信装置可以为图1的具体装置的结构示意图。

如图6所示，所述通信装置可以包括：光收集组件1、光信号处理组件2、光信号发射组件3、显示组件4、转轴5以及传输管6。

其中，所述光收集组件1可以通过所述转轴5与所述传输管6的一端相连接，所述传输管6的另一端与所述光信号处理组件2相连接。

可选地，在本申请的一个实施例中，如图6所示，所述传输管6中可以包括光纤和电线，从而既可以进行光信号传输又可以通过电路为各个部件供能。

需了解的是，所述传输管6的材质可以根据实际应用情况进行选择，在此不做限定。

为了便于理解，在此举例说明：

例如，用户在野外应急场景下，光信号发射组件3和显示组件4的体积较小，用户可以手持光信号发射组件3和显示组件4，光信号发射组件3可以通过传输管6与光信号处理组件2相连接，光信号处理组件2可以再通过传输管6与光收集组件1相连接。此时，光收集组件1和光信号处理组件2均可以背在用户的背上，光收集组件1可以通过转动转轴5朝向太阳光强度大的地方，从而实现绿色节能并且便携的远距离光通信。

本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，可以通过将自然光收集起来并进行处理，然后将携带信息后的光信号发射出去，从而实现绿色节能的远距离大功率光通信。

本申请实施例还提供的一种基于自然光的通信方法，可以应用于本申请实施例提供的基于自然光的通信装置，本申请实施例提供的基于自然光的通信方法可由所述基于自然光的通信装置中的各个部件执行。

图7为本申请实施例提供的一种基于自然光的通信方法的流程图。如图7所示，所述通信方法可以包括：

步骤710，所述光收集组件收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；

步骤720，所述光信号处理组件接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；

其中，所述携带指定信息的指定光信号可以为自然光经过所述光信号处理组件处理之后得到的光信号；所述指定信息可以为用户向外发射光信号所需传递的信息。

步骤730，所述光信号发射组件接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

在本申请实施例中，在正常情况下，自然光是可以直接先在所述自然光汇聚模块上汇聚，然后汇聚的一部分自然光可以用于光能转化为电能，为整个通信装置供电，另一部分自然光可以由所述自然光汇聚模块向所述光信号处理模块发送，从而进行下一步发射光信号的操作。

本申请实施例提供的基于自然光的通信方法，可以通过将自然光收集起来取代现有的人造光源光通信，并对收集的自然光进行处理，然后将携带信息后的光信号发射出去，从而实现绿色节能的远距离光通信。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述通信方法还可以包括：

所述光收集组件收集携带目标信息的目标光信号，并向所述光信号处理组件传输所述目标光信号；所述光信号处理组件接收所述目标光信号，并向所述光信号发射组件传输所述目标光信号；在所述通信装置还包括所述显示组件的情况下，所述光信号发射组件接收所述目标光信号，并向所述显示组件传输所述目标光信号；所述显示组件接收所述目标光信号，并对所述目标光信号进行处理，得到所述目标信息，并显示所述目标信息。

其中，向所述光信号处理组件传输的所述目标光信号可以为所述光信号检测模块接收到外界设备发来的携带有目标信息的光信号。所述目标信息可以为外界设备主动发送来的通信消息，也可以为外界设备针对接收到本通信装置发送的消息进行回复的信息。

如此，可以通过接收外界设备发来的携带目标信息的目标光信号并处理，实现光信号的接收，从而实现绿色节能的远距离光通信。

下面结合实际的应用场景以及图5和图6，对本申请实施例提供的基于自然光的通信方法的具体实施方式进行进一步地详细介绍。

例如，用户在野外应急场景下，可以手持光信号发射组件3和显示组件4，将光收集组件1和光信号处理组件2背在背上，然后根据日照的方向可以转动转轴5来调整光收集组件1的朝向，使得自然光的受光面积更大。在发射光信号的情况下，用户可以通过液晶显示模块41输入需要发射的光信号中携带的信息，经由总体控制模块42转换为二进制数据向信号收发控制模块31传递，再向光信号处理模块21传递。此时，光信号处理模块21可以接收到来自自然光汇聚模块11的光信号，光信号处理模块21可以将光信号以及光信号中需要携带的信息向自然光调制模块22传递，然后通过自然光调制模块22进行调制光信号，得到携带指定信息的指定光信号，并继续依次通过光信号汇总模块23、信号收发控制模块31和信号发射模块32发射携带指定信息的指定光信号。在接收光信号的情况下，可以直接由光信号检测模块14接收并检测光信号，并向光信号处理模块21传递检测到的光信号，光信号处理模块21可以用于处理接收到的光信号的信息，并经由信号收发控制模块31向总体控制模块42传递处理好的光信号的信息。此时，总体控制模块42可以将光信号的二进制信息解码后向液晶显示模块41上显示光信号的信息，用户即可接收到外界发送的光信号的具体信息。

所述应用于本申请实施例提供的基于自然光的通信装置的通信方法，不仅可以通过将自然光收集起来并进行处理，然后将携带信息后的光信号通过光信号发射装置发射出去；而且可以通过接收外界设备发来的携带目标信息的目标光信号并处理，实现光信号的接收，从而实现绿色节能的远距离大功率光通信。

需了解的是，上文描述的基于自然光的通信方法可应用于本申请实施例提供的基于自然光的通信装置。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种基于自然光的通信装置，其特征在于，包括：光收集组件、光信号处理组件和光信号发射组件，所述光收集组件与所述光信号处理组件连接；所述光信号处理组件与所述光信号发射组件连接；

所述光收集组件，用于收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；

所述光信号处理组件，用于接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；

所述光信号发射组件，用于接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号；

其中，所述光收集组件为凹面型结构，所述光收集组件包括：自然光汇聚模块、光电转换模块、电能存储模块和光信号检测模块；所述自然光汇聚模块与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块与所述电能存储模块电连接，所述电能存储模块与所述光信号检测模块电连接；

所述自然光汇聚模块设置于所述凹面型结构的内部，所述光信号检测模块设置在所述凹面型结构的用于接收自然光的表面上；

所述自然光汇聚模块，用于汇聚接收到的自然光，并向所述光电转换模块传输汇聚的一部分自然光；

所述光电转换模块，用于将接收到的自然光的光能转换成电能，并向所述电能存储模块传输所述电能；

所述电能存储模块，用于存储接收到的电能，并向所述光信号检测模块提供电能；

所述光信号检测模块，用于对接收到的目标光信号进行检测，以确定所述目标光信号是否携带目标信息；在所述目标光信号携带所述目标信息的情况下，向所述光信号处理组件传输所述目标光信号；在所述目标光信号不携带所述目标信息的情况下，向所述自然光汇聚模块传输所述目标光信号；所述光信号检测模块设置在内凹弧面的太阳能锅的表面，自然光透过所述光信号检测模块在所述自然光汇聚模块处被汇聚；

所述光信号处理组件包括：光信号处理模块，所述光信号处理模块与所述自然光汇聚模块连接，以接收来自所述自然光汇聚模块的自然光；所述光信号处理模块与所述光信号检测模块连接，以接收来自所述光信号检测模块的携带所述目标信息的所述目标光信号；在所述光信号处理模块中通过两条光信号的通路；

所述光信号处理组件还包括：自然光调制模块，所述自然光调制模块包括：电光调制模块和声光调制模块；所述光信号处理模块通过开关模块分别与所述电光调制模块和所述声光调制模块相连接；

在满足第一条件的情况下，所述光信号处理模块与所述电光调制模块导通；

在满足第二条件的情况下，所述光信号处理模块与所述声光调制模块导通；

其中，所述第一条件为用户需要发射高速的光信号；所述第二条件为用户需要发射高精度的光信号；

所述电光调制模块为铌酸锂做的光波导强度调试器，所述光波导强度调试器包括强度调制器，预发射的光通过所述电光调制模块调制之后保证信号传递的高速率；

所述声光调制模块利用声光效应，使光信号受到调制而成为携带信息的强度调制波，从而保证光信号传递的高精度。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述光信号处理组件还包括：光信号汇总模块，所述光信号汇总模块与所述电光调制模块连接，所述光信号汇总模块与所述声光调制模块连接。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，所述光信号发射组件包括：信号收发控制模块和信号发射模块；所述信号收发控制模块与所述信号发射模块连接；所述光信号汇总模块与所述信号收发控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括：显示组件，所述显示组件包括：液晶显示模块和总体控制模块，所述液晶显示模块与所述总体控制模块连接，所述总体控制模块与所述信号收发控制模块连接；

所述信号收发控制模块与所述光信号处理模块连接，以接收所述光信号处理模块传输的携带所述目标信息的所述目标光信号；

所述信号收发控制模块，用于向所述总体控制模块发送所述目标光信号；

所述总体控制模块，用于接收所述目标光信号，对所述目标光信号进行处理，得到所述目标信息，向所述液晶显示模块传输所述目标信息；

所述液晶显示模块，用于显示所述目标信息。

5.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述电能存储模块还用于向所述光信号处理组件和所述光信号发射组件中的至少一个供电。

6.一种基于自然光的通信方法，应用于权利要求1-5中任一项所述的基于自然光的通信装置，其特征在于，所述通信方法包括：

所述光收集组件收集自然光，并向所述光信号处理组件传输收集的自然光；

所述光信号处理组件接收所述光收集组件传输的自然光，对接收到的自然光进行处理，得到携带指定信息的指定光信号，向所述光信号发射组件传输所述指定光信号；

所述光信号发射组件接收来自所述光信号处理组件的所述指定光信号，并向外发射所述指定光信号。

7.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：

所述光收集组件收集携带目标信息的目标光信号，并向所述光信号处理组件传输所述目标光信号；

所述光信号处理组件接收所述目标光信号，并向所述光信号发射组件传输所述目标光信号；

在所述通信装置还包括显示组件的情况下，所述光信号发射组件接收所述目标光信号，并向所述显示组件传输所述目标光信号；

所述显示组件接收所述目标光信号，并对所述目标光信号进行处理，得到所述目标信息，并显示所述目标信息。

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