CN202663410U - 基于时分多址的可见光通信接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于时分多址的可见光通信接收装置，包括用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；与所述接收单元连接，用于识别所述数字信号中携带数据的首部，当所述首部为可识别信息时，提取所述首部对应的信息部分，并对提取的信息部分进行解码的处理器。以实现LED光通信的多输入方式。

Description

基于时分多址的可见光通信接收装置

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种基于时分多址的可见光通信接收装置。 

背景技术

无线光通信技术又称可见光通讯，其通过LED光源的高频率闪烁来进行通信，有光代表1，无光代表0，其传输速率高达每秒上千兆。无线光通信通过可见光来进行数据传输，与微波技术相比，有相当丰富的频谱资源，是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备灵活便捷，且成本很低，适合大规模普及应用。 

现有技术中，LED光通信采用单输入方式，同一个LED只能传输一种有用信号，限制了其接收数据的灵活性。 

实用新型内容

本实用新型实施方式所要解决的技术问题在于，提供一种基于时分多址的可见光通信系统，能够实现LED光通信的多输入方式。 

为了解决上述技术问题，本实用新型实施方式提供了一种基于时分多址的可见光通信接收装置，包括用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；与所述接收单元连接，用于识别所述数字信号中携带数据的首部，当所述首部为可识别信息时，提取所述首部对应的信息部分，并对提取的信息部分进行解码的处理器；以及分别与处理器和主控电路板连接，用于将处理器解码后的信息部分与预设的校验数据进行比对，当提取的信息部分与预设的校验数据匹配时，向主控电路板发送执行相应动作的信息的验证单元。 

其中，所述接收装置还包括与处理器连接的解密单元，用于对处理器解码后的信息部分进行解密。 

其中，所述接收装置还包括与处理器连接的校验运算单元，用于对所述处理器解码后的信息部分进行校验运算。 

其中，所述接收装置还包括与验证单元连接的报警单元，用于提取的信息部分与预设的校验数据不匹配时，发出报警信息。 

其中，所述接收单元具体包括： 

光电探测器，用于探测可见光信号并将其转换成电流信号；与光电探测器连接的对数放大器，用于将所述电流信号转成电压信号；与对数放大器连接的运算放大器，用于计算所述电压信号伏值的平均值；以及与运算放大器连接的比较器，用于对信号进行判别，小于或者等于伏值平均值的信号判定为0，高于平均值的信号判定1，作为数字信号输出。 

其中，所述光电探测器为光电二极管。 

其中，所述处理器具体包括： 

识别子单元，用于识别所述数字信号中携带数据的首部，判断所述数据是否为可识别数据；与识别子单元连接的提取子单元，用于所述数据为可识别数据时，提取所述数据的首部对应的信息部分；以及与提取子单元连接的解码子单元，用于将所述提取子单元提取的信息部分转换为二进制数据。 

其中，所述验证单元具体包括： 

比较子单元，用于将所述二进制数据与所述预设的校验数据进行比对，当所述二进制数据与所述预设的校验数据满足预设条件时，发送触发信号；以及与比较子单元连接的动作子单元，用于根据接收的触发信号执行相应的动作。 

其中，所述接收装置还包括与接收单元、处理器、以及验证单元连接的电源。 

其中，所述可见光通信接收装置为门锁或者电器。 

本实用新型技术方案提供的接收装置识别可见光信号携带的不同信息的首部，提取可识别首部对应的信息部分，因此可以与其他的接收终端一起共用发送装置，提高了其接收数据的灵活性；另外，信息通过可见光信号来传输，由于光信号的直线传输特性，不容易被窃取，从而提高发送装置传输数据的安全性。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型第一实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图2为本实用新型第二实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图3为本实用新型第三实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图4为本实用新型第四实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图5为本实用新型第五实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图6为本实用新型第六实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图7为本实用新型第七实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图； 

图8为本实用新型第八实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。 

在本实用新型实施方式中，可见光通信接收装置接收基于时分多址方式传输的可见光信号，可以与其他的接收终端一起共用发送装置，可以节省资源，提高用户体验。 

参见图1，为本实用新型第一实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置10。该可见光通信接收装置10可以是门锁、也可以是电器，包括接收单元11、处理器12、以及与主控电路板（图1中未标识）连接的验证单元13。 

接收单元11，用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出。 

与接收单元11连接的处理器12，用于识别从接收单元11输出的数字信息中携带数据的首部，当该首部为可识别信息时，提取首部对应的信息部分，并对提取的信息部分进行解码。本实施例中，可见光通信接收装置10接收到数据的格式为：开锁信息首部-开锁信息段1+遥控信息首部-遥控信息段1……开锁信息首部-开锁信息段n+遥控信息首部-遥控信息段n。当光通信接收装置10为门锁时，接收到的信号为：开锁信息段1+开锁信息段2……开锁信息段n；当光通信接收装置10为电器时，接收到的信号为：遥控信息1+遥控信息2……遥控信息n。处理器12将提取的信息部分以曼彻斯特编码方式相对应的解码方式转换为二进制数据,从而还原出提取信息部分所代表的二进制数据的意义。 

分别与主控电路板和处理器12连接的验证单元13，用于将解码后的信息部分与预设的校验数据进行比对,当提取的信息部分与预设的校验数据匹配时,向主控电路板发送执行相应动作的信息。具体的，验证单元13接收二进制数据，并将该二进制数据与一预设的校验数据比对，当二进制数据与所述预设的校验数据满足预设条件时，可见光通信接收装置10解锁或者进入工作状态。其中，预设条件可以是二进制数据与预设的校验数据相同，或存在对应关系。预设的校验数据可以是二进制数据或采用其他便于识别的汇编语言、高级语言等计算机程序设计语言编写的数据。当预设的校验数据采用汇编语言、高级语言等计算机程序设计语言编写的数据时，验证单元13还用于将处理器12输出的二进制数据、以及预设校验的数据转换为相同的格式进行比较。本实施方式中，由于验证单元13内预设的校验数据并不需要给用户阅读，所以直接采用二进制数据编写，减少数据转换的过程，提高判别速度。 

参见图2，为本实用新型第二实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置20。本实施方式与第一实施方式提供的可见光通信接收装置10的区别在于，在可见光通信接收装置10的基础上，还包括与处理器12连接的解密单元21，用于对处理器12解码后的信息部分进行解密。例如，解密单元21用于对处理器12输出的二进制数据进行解密。 

本实施例中，当可见光通信接收装置接收提取的信息部分是加密数据时，通过增加解密单元进行解密，提高了数据传输的安全性。 

参见图3，为本实用新型第三实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置30。本实施方式与第二实施方式提供的可见光通信接收装置20的区别在于，在可见光通信接收装置20的基础上，还包括与解密单元21连接的校验运算单元31，用于对解密单元21解密后的信息部分进行CRC校验运算。 

本实施例中，通过对可见光通信接收装置30提取的信息部分进行校验运算，从而保证提取的信息部分的准确性。 

参见图4，为本实用新型第四实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置40。本实施方式与第三实施方式提供的可见光通信接收装置30的区别在于，在可见光通信接收装置30的基础上，还包括与验证单元13连接的报警单元41，用于从验证单元13获取提取的信息部分与预设的校验数据不匹配信息时，发出报警声音。例如，当提取的信息部分与预设的校验数据不匹配时，发出蜂鸣声。 

本实施中，见光通信接收装置40通过增加报警单元41，当遇到恶意开启的情况时，发出报警信息，进一步提高安全性。 

参见图5，为本实用新型第五实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置50。本实施方式与第四实施方式提供的可见光通信接收装置40的区别在于，接收单元11包括： 

光电探测器51，可以为光电二极管，用于探测发送端发送的基于时分多址的可见光信号，并将其转换成电流信号；与光电探测器51连接的对数放大器52，用于将电流信号转成电压信号；与对数放大器52连接的运算放大器53，用于计算对数放大器52输出的电压信号伏值的平均值；以及运算放大器53连接的比较器54，用于对电压信号进行判别，小于或者等于伏值平均值的电压信号判定为0，高于伏值平均值的电压信号判定为1，作为数字信号输出。 

参见图6，为本实用新型第六实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置60。本实施方式与第五实施方式提供的可见光通信接收装置50的区别在于，处理器12包括： 

识别子单元61，用于识别数字信号中携带数据的首部，判断所述数据是否为可识别数据。例如，当可见光通信接收装置60为门锁时，则可以识别开锁信息首部；当可见光通信接收装置60为电器时，则可以识别遥控信息首部。 

与识别子单元61连接的提取子单元62，用于从识别子单元获取数字信号中 携带数据的首部为可识别数据时，提取数字信号中携带数据的首部对应的信息部分。例如，当可见光通信接收装置60为门锁时，提取子单元62提取：开锁信息段1+开锁信息段2……开锁信息段n；当可见光通信接收装置60为电器时，提取子单元62提取：遥控信息1+遥控信息2……遥控信息n。 

与提取子单元62连接的解码子单元63，用于将提取单元62提取的信息部分转换为二进制数据。具体的，可采用曼彻斯特解码方式将提取的信息部分转换为二进制数据。在一个时间周期内，将电平从高到低转化为数字信号“1”，将电平从低到高转化为数字信号“0”。 

参见图7，为本实用新型第七实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置70。本实施方式与第六实施方式提供的可见光通信接收装置60的区别在于，验证单元13包括比较子单元71、和与比较子单元71连接的动作子单元72。 

比较子单元71，用于将解码子单元63解码得到的二进制数据与预设的校验数据进行比对，当二进制数据与预设的校验数据满足预设条件时，向动作子单元72发送触发信号。其中，二进制数据与预设的校验数据满足预设条件是指：二进制数据与预设的校验数据相同，或者存在对应关系。 

动作子单元72，用于根据接收的触发信号执行相应的动作。例如，当可见光通信接收装置70为门锁时，执行开锁动作；当可见光通信接收装置70为电器时，执行控制电源开启或者某个功能进入工作状态的动作。 

参见图8，为本实用新型第八实施方式提供的基于时分多址的可见光通信接收装置80。本实施方式与第一实施方式提供的可见光通信接收装置10的区别在于，还包括分别与接收单元11、处理器12、以及验证单元13连接的电源81，用于向接收单元11、处理器12、以及验证单元13提供电能。电源81可以采用门禁专用稳压电源，也可以采用干电池。当然，在其他实施方式中，可见光通信接收装置也可以不包括电源81，而采用通过门禁电源变压器与照明电路向连接，实现向可见光通信接收装置各功能模块的供电。 

本实用新型提供的基于时分多址的可见光通信接收装置可接收光信号，由于光信号的直线传输特性，因此不容易被窃取信息。并且能够识别接收的光信号中的信息，提取有用的信息，执行相应的动作。因此可以与不同的接收装置共用相同的发送装置，从而节省资源，提高用户体验。 

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施方式而已，当然不能以此来限 定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。 

Claims (5)

1.一种基于时分多址的可见光通信接收装置，其特征在于，包括用于对接收的可见光信号进行光电转换，将转换得到的电压信号作为数字信号输出的接收单元；与所述接收单元连接，用于识别所述数字信号中携带数据的首部，当所述首部为可识别信息时，提取所述首部对应的信息部分，并对提取的信息部分进行解码的处理器处理器。

2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述接收单元具体包括：

光电探测器，用于探测可见光信号并将其转换成电流信号；与光电探测器连接的对数放大器，用于将所述电流信号转成电压信号；与对数放大器连接的运算放大器，用于计算所述电压信号伏值的平均值；以及与运算放大器连接的比较器，用于对信号进行判别，小于或者等于伏值平均值的信号判定为0，高于平均值的信号判定1，作为数字信号输出。

3.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于，所述光电探测器为光电二极管。

4.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述接收装置还包括与接收单元、处理器连接的电源。

5.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述可见光通信接收装置为门锁或者电器。 

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