CN203933634U - 一种可见光通信的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可见光通信技术，公开了一种可见光通信的装置。本实用新型中，包含：话筒、可见光处理芯片、LED灯、光电检测器与扬声器；话筒经可见光处理芯片与LED灯相连；可见光处理芯片将话筒接收的音频信息调制到LED灯发出的可见光中；光电检测器经可见光处理芯片与扬声器相连；光电检测器将接收的可见光信号转换为电信号后输出至可见光处理芯片；可见光处理芯片将从电信号中解调出的音频信息输出至扬声器，以播放出来；其中，可见光处理芯片采用的解调方式与调制方式相对应。这样，可以在通信网络信号比较弱、不适用于通信时，不依赖通信网络，利用LED灯将语音信息发送出去，实现语音传输，节约通信的成本，拓展了带有LED灯的照明装置的功能。

Description

一种可见光通信的装置

技术领域

本实用新型涉及可见光通信技术，特别涉及一种可见光通信的装置。

背景技术

目前，实现通信必然还是要依赖于通信网络，若是在深山中旅行时，无线通信网络信号比较弱，或者没有通信网络信号，相距较远的驴友(比如，落单或迷路的驴友与团队)之间无法通过通信网络取得联系。通过通信网络进行信息的传递，为人们的生活带来了方便，但是，其应用还存在局限性。

而且，利用通信网络进行通信需要向通信网络的运营商缴纳费用。特别是，近距离范围内利用通信网络进行通信，增加了通信的成本。

同时，目前使用LED的照明装置，还仅用于照明，功能单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可见光通信的装置，使得可以在通信网络信号比较弱时，利用LED灯将信息发送出去，且节约通信的成本，拓展了带有LED灯的照明装置的功能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种可见光通信的装置，包含：话筒、可见光处理芯片、LED灯、光电检测器与扬声器；

所述话筒经所述可见光处理芯片与所述LED灯相连；所述话筒将接收的音频信息输出至所述可见光处理芯片；所述可见光处理芯片将所述音频信息调制到所述LED灯发出的可见光中；

所述光电检测器经所述可见光处理芯片与所述扬声器相连；所述光电检测器将接收的可见光信号转换为电信号，并输出至所述可见光处理芯片；所述可见光处理芯片对所述电信号进行解调，并将解调出的音频信息输出至所述扬声器；所述扬声器将所述音频信息播放出来；

其中，所述可见光处理芯片采用的解调方式与采用的调制方式相对应。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，是利用可见光通信的装置将待发送的音频信息调制到LED灯发出的可见光中，通过可见光携带语音信息，这样，可以在通信网络信号比较弱、不适用于通信时，不依赖通信网络，利用LED灯将语音信息发送出去，实现语音传输，节约通信的成本，拓展了带有LED灯的照明装置的功能。

另外，还包含蓝牙芯片；所述蓝牙芯片与所述可见光处理芯片相连；所述蓝牙芯片将从终端接收到的信息输出至所述可见光处理芯片，或者，将从所述可见光处理芯片解调出来的信息发送至终端。这样，可见光通信的装置还可以利用蓝牙芯片将接收的来自终端的信息发送出去，也可以将可见光处理芯片解调出来的信息发送至终端，以便查看，进一步拓展了可见光通信的装置的功能，提高了用户的体验。

另外，所述蓝牙芯片采用蓝牙4.0。由于蓝牙4.0功耗低，这样，可以延长可见光通信的装置的电源的使用时间，特别适用于户外旅行。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式中的手电筒的结构示意图；

图2是根据本实用新型第二实施方式中的手电筒的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种可见光通信的装置，包含：话筒、可见光处理芯片、LED灯、光电检测器与扬声器。

在本实施方式中，可见光通信的装置设置于带LED灯的便携设备上，该便携设备可以为以下任意一种：手电筒、手机、探照灯、照相机、游戏机、导游机与矿灯。下面以便携设备是手电筒为例，进行详细的说明。

如图1所示，本实施方式中设有的可见光通信的装置的手电筒，包含：话筒、可见光处理芯片、LED灯101、光电检测器102与扬声器。

具体地说，话筒用于接收音频信息，并将接收的音频信息输出至可见光处理芯片。当用户需要传输语音时，便可以对着话筒讲话，话筒将接收的语音(即音频信息)发送至可见光处理芯片。

可见光处理芯片将接收的音频信息调制到LED灯101发出的可见光中。在本实施方式中，可见光处理芯片将接收到的音频信号进行调制后，由LED灯101发出的可见光携带并发送出去。

这样，利用手电筒将待发送的音频信息调制到LED灯发出的可见光中，通过可见光携带语音信息，可以在通信网络信号比较弱、不适用于通信时，不依赖通信网络，利用LED灯将语音信息发送出去，实现语音传输。

其中，可见光处理芯片可以采用模拟调制方式，也可以采用数字调制方式。具体地说，模拟调制方式，可以为频率调制(FM，Frequency Modulation)方式，数字调制方式可以为SPDIF(索尼飞利浦数字接口格式)调制方式。

值得一提的是，可见光处理芯片还可以采用抗多径和频谱利用率高的调制方式，比如，正交频分复用(OFDM)、单载波频域均衡(SC-FDE)或者无载波幅度相位调制(CAP)。通过采用抗多径和频谱利用率高的调制方式，可以减弱光强衰落的影响，提高可见光通信的装置的可靠性。

光电检测器102用于将接收的可见光信号转换为电信号并输出至可见光处理芯片进行解调；其中，可见光信号中携带音频信息，可见光处理芯片采用的解调方式与采用的调制方式相对应。

具体地说，光电检测器102将接收的、携带音频信息的可见光转换成电信号，并输出至可见光处理芯片，其中，电信号包含可见光中携带的音频信息。在使用时，用户可以将光电检测器对准或者近似对准发送过来的携带音频信息的可见光，以便于光电检测器接收。

可见光处理芯片将光电检测器检测到的可见光中携带的音频信息进行解调，具体地说，是将接收的电信号中包含的音频信息进行解调。其中，可见光处理芯片采用的解调方式与采用的调制方式相对应。比如说，如果可见光处理芯片所采用的调制方式为频率调制(FM)，则采用与FM对应的解调方式，采用FM调制方式，简单易实现，且灵敏度高。再如，如果可见光处理芯片所采用的调制方式为正交频分复用(OFDM)，则采用与OFDM对应的解调方式。

扬声器，用于播放可见光处理芯片输出的音频信息。具体地说，当可见光处理芯片输出的信号中包含音频信息时，便输出至扬声器，以供扬声器播放该音频信息。这样，用户通过扬声器可以听到接收到的音频信息，而且不依赖通信网络，节约了通信成本。

在本实施方式中，手电筒既可以通过LED灯101将音频信息发送出去，也可以通过光电检测器102接收其他带有LED灯的设备发出的可见光并输出其携带的音频信息，进行双工通信，且使本实施方式中的手电筒比较易于批量生产。这样，手电筒不仅可以用来照明，还可以用来传递信息，实现通信功能。

需要说明的是，可见光通信的装置也可以设置于带LED灯的固定设备上，但是应用场景与上述便携设备不同。具体地说，带LED灯的固定设备可以为以下任意一种：车灯、导航灯、电视、LED广告屏、照明灯、聚光灯与路灯。在实际应用中，可根据情况选择相应的带有LED灯的设备进行通信。

此外，值得一提的是，光电检测器的是将接收到的光信号转化为电信号，无线光通信用的光电检测器一般选择PIN(Positive-intrinsic-negative，光电二极管或者APD(avalanche photodiode，雪崩二极管)。由于在可见光应用环境中，环境杂散光是主要的噪声源，APD的雪崩增益特性使得环境杂散光生成的噪声信号也获得增益，这种噪声很可能淹没有用信号。而PIN光电二极管，虽然没有内部电流增益，在较大的输入光功率范围内有很好的光电转换线性度，并且设计电路相对简单，因此通常选择PIN作为光电检测器。

硅PIN光电二极管是一种比较常用并且价格低廉的光电二极管，具有很宽的光谱响应范围，能够响应波长190nm到1100nm范围的光。选择硅PIN光电二极管具有很强的灵活性，可以根据需要制备可见光光谱范围的探测器件。在特定的滤光元件的帮助下，可以获得想要的响应波段。PIN管有不同光敏面积，大光敏面PIN管，能够接收足够大的辐射光功率，实现高的光增益，但大的光敏面会导致大的结电容，减少了系统带宽。小的光敏面积PIN管，能够尽可能避免结电容带来的问题，但会导致大的光功率损失。因此，为了满足高速通信的要求，考虑将多个具有一定光敏面的PIN管以一定的间隔排列成成紧凑的阵列形状，以实现结电容与接收光敏面积的之间的平衡。将光电检测元件制作成阵列形式同时为光信号的分集接收技术提供了发展潜力，例如，MIMO(多输入多输出)技术在可见光通信中的应用。

与现有技术相比，是利用可见光通信的装置将待发送的音频信息调制到LED灯发出的可见光中，通过可见光携带语音信息，这样，可以在通信网络信号比较弱、不适用于通信时，不依赖通信网络，利用LED灯将语音信息发送出去，实现语音传输，节约通信的成本，拓展了带有LED灯的照明装置的功能。

本实用新型的第二实施方式涉及一种可见光通信的装置。第二实施方式在第一实施方式的基础上作了进一步改进，主要改进之处在于：在本实用新型第二实施方式中，还包含蓝牙芯片，该蓝牙芯片与可见光处理芯片相连，并可以与终端进行通信，这样，可以利用可见光通信的装置代替通信网络，使终端不依赖通信网络传输待发送的信息。

下面，同样以可见光通信的装置设置于手电筒上为例，进行说明。

在本实施方式中，设有可见光通信的装置的手电筒，如图2所示，包含话筒、可见光处理芯片、LED灯101、光电检测器102、扬声器与蓝牙芯片。其中，话筒、可见光处理芯片、LED灯101、光电检测器102、与扬声器的连接关系及信号流向与第一实施方式中的相同，在此不再赘述。

蓝牙芯片与可见光处理芯片相连，并将从终端接收到的信息输出至可见光处理芯片。其中，蓝牙芯片接收到的信息可以为以下任意一种或者任意组合：文字、图片、照片、动画、影片，这样，本实施方式中的可见光通信的装置不仅可以传输语音信息，还可以传输丰富的多媒体信息。

在本实施方式中，发送信息的终端为移动终端。具体而言，可以为手机，也可以为平板电脑。在实际应用时，发送信息的终端也可以为固定终端。当然，本实施方式中发送信息的终端内置有蓝牙芯片，用于发送信息至可见光通信的装置中的蓝牙芯片。

进一步地，蓝牙芯片可以采用蓝牙4.0。由于蓝牙4.0功耗低，这样，可以延长手电筒的电源的使用时间，特别适用于户外旅行。

蓝牙芯片还可以将从可见光处理芯片解调出来的信息发送至终端，以供用户查看。其中，接收信息的终端为移动终端。具体而言，可以为手机，也可以为平板电脑。在实际应用时，接收信息的终端也可以为固定终端。同样，接收信息的终端内置有蓝牙芯片，用于接收可见光通信的装置中的蓝牙芯片输出的信息。

比如说，用户1可以通过带有蓝牙芯片的手机，将待发送的信息通过手电筒1中的蓝牙芯片发送至可见光处理芯片，可见光处理芯片将接收的信息调制到LED灯发出的可见光中。用户2的手电筒2中的光电检测器若接收了手电筒1发出的可见光，便将接收的可见光转换为电信号，并输出至可见光处理芯片，用户2通过带有蓝牙芯片的手机可以接收手电筒2的可见光处理芯片解调出来的信息，并进行查看。这样，可以利用手电筒而不依赖通信网络，实现信息的传递，节约通信成本，并拓展了带有LED灯的照明装置的功能。

另外，由于蓝牙芯片是现有成熟的器件，保证了本实施方式的可行性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可见光通信的装置，其特征在于，包含：话筒、可见光处理芯片、LED灯、光电检测器与扬声器；

所述话筒经所述可见光处理芯片与所述LED灯相连；所述话筒将接收的音频信息输出至所述可见光处理芯片；所述可见光处理芯片将所述音频信息调制到所述LED灯发出的可见光中；

所述光电检测器经所述可见光处理芯片与所述扬声器相连；所述光电检测器将接收的可见光信号转换为电信号，并输出至所述可见光处理芯片；所述可见光处理芯片对所述电信号进行解调，并将解调出的音频信息输出至所述扬声器；所述扬声器将所述音频信息播放出来；

其中，所述可见光处理芯片采用的解调方式与采用的调制方式相对应。

2.根据权利要求1所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述光电检测器为光电二极管。

3.根据权利要求1所述的可见光通信的装置，其特征在于，还包含蓝牙芯片；

所述蓝牙芯片与所述可见光处理芯片相连；

所述蓝牙芯片将从终端接收到的信息输出至所述可见光处理芯片，或者，将从所述可见光处理芯片解调出来的信息发送至终端。

4.根据权利要求3所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述终端为移动终端或者固定终端。

5.根据权利要求4所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述移动终端为手机。

6.根据权利要求3所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述接收到的信息为以下任意一种或者任意组合：

文字、图片、照片、动画、影片。

7.根据权利要求3所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述蓝牙芯片采用蓝牙4.0。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述可见光通信的装置设置于带LED灯的便携设备或者固定设备上。

9.根据权利要求8所述的可见光通信的装置，其特征在于，所述便携设备为以下任意一种：手电筒、手机、探照灯、照相机、游戏机、导游机与矿灯；

所述固定设备为以下任意一种：车灯、导航灯、电视、LED广告屏、照明灯与路灯。