CN204928832U - 一种基于智能终端的可见光数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于智能终端的可见光数据传输系统，包括设置于发送信号智能终端上的光信号发送端和接收信号智能终端上的光信号接收端，所述光信号发送端包括编码调制模块和LED灯，所述编码调制模块输出端连接所述LED灯，所述光信号接收端包括可见光探测器、信号放大滤波模块、A/D转换模块和解调解码模块，所述可见光探测器输出端连接所述信号放大滤波模块输入端，所述信号放大滤波模块输出端连接所述A/D转换模块输入端，所述A/D转换模块输出端连接所述解调解码模块输入端。本实用新型能够实现智能终端或设备之间进行高速数据传输，且结构简单、成本低廉，具有良好的市场前景。

Description

一种基于智能终端的可见光数据传输系统

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，具体涉及一种基于智能终端的可见光数据传输系统。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，智能手机、移动智能终端的使用群变得非常庞大，智能终端间的数据传输量也随之成指数形式增长，而且对数据的传输速率要求越来越高。为了提高大数据传输能力，满足人们对高速率数据传输的要求，获得更好的用户使用体验，采用一种新的数据传输方式迫在眉睫。在众多短距离传输技术中，新兴的可见光无线通信技术成为专家学者研究的热点。

可见光无线通信技术是一种建立在白光LED高速发光响应特性基础上的新兴无线光通信技术，利用发光灯芯(例如荧光灯或发光二极管)作为光源，以光空间为通信信道，将基带信号调制在可见光上进行通信。这项技术可以把通信能力构建在白光LED上，可以减轻射频频带的拥挤状况，为光通信提供一种全新的接入方式。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能够实现智能终端或设备之间进行高速数据传输，且结构简单、成本低廉的可见光数据传输系统。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于智能终端的可见光数据传输系统，包括设置于发送信号智能终端上的光信号发送端和接收信号智能终端上的光信号接收端，所述光信号发送端包括编码调制模块和LED灯，所述编码调制模块输出端连接所述LED灯，所述光信号接收端包括可见光探测器、信号放大滤波模块、A/D转换模块和解调解码模块，所述可见光探测器输出端连接所述信号放大滤波模块输入端，所述信号放大滤波模块输出端连接所述A/D转换模块输入端，所述A/D转换模块输出端连接所述解调解码模块输入端；

所述编码调制模块对待传信号进行编码调制，所述LED灯将该待传信号转化为可见光信号发射出去，所述可见光探测器接收所述可见光信号并将其转化为电信号，然后发送到信号放大滤波模块进行滤波、放大处理后，再由A/D转换模块进行模数转换，再交由所述解调解码模块进行解调解码处理。

信号传输时，发送信号智能终端上的光信号发送端的编码调制模块对待传信号进行编码调制，然后通过发送信号智能终端进行启动，启动后将信号传输到发送信号智能终端的LED灯上，LED灯将该待传信号转化为可见光信号发射出去，再由接收信号智能终端上的光信号接收端接收并处理，完成信号的传输。

该传输系统实现了智能终端或智能设备间的数据传输，不仅具有传输速度快、保密性强和无辐射的优点，还具有体积小、成本低的优点。

进一步的，所述信号放大滤波模块包括第一电阻，第二电阻、第三电阻、第一可变电阻、第二可变电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器和第二运算放大器，

所述可见光探测器输出端连接所述第二电阻第一端，所述第二电阻第二端接地，所述第一电容一端连接所述第二电阻第一端，所述第一电容另一端连接所述第一电阻一端，所述第一电阻另一端接地，所述第一电容与所述第一电阻连接的一端连接所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输入端和输出端之间连接所述第一可变电阻，所述第一运算放大器的输出端通过所述第二电容连接所述第二运算放大器的输入端，所述第二电容与所述第二运算放大器的连接点处还连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻另一端接地，所述第二运算放大器的输入端和输出端之间连接所述第二可变电阻，所述第二运算放大器的输出端连接所述A/D转换模块输入端。

本电路采用了前置放大电路和主放大电路相结合的两级放大电路，使得对信号的放大处理效果更好。

优选的，所述可见光探测器为PIN型光敏二极管，该响应度高，使得信号传送速度更加快。

优选的，所述LED灯为发送信号智能终端的拍照闪光灯或手电筒，用于发射可见光信号，将LED灯与拍照闪光灯或手电筒共用，节约了成本，也避免了增大移动终端的体积。

优选的，所述可见光探测器为接收信号智能终端的照相机，用于接收可见光信号，将可见光探测器与照相机共用，节约了成本，也避免了增大移动终端的体积。

优选的，所述LED灯为白光LED灯，白光响应速度高，使得信号传送速度更加快。

优选的，所述LED灯设于发送信号智能终端背面，所述可见光探测器设于所述接收信号智能终端的正面。

优选的，待传信号由所述编码调制模块编码处理并以OOK调制方式加载到所述LED灯上。

优选的，所述第一运算放大器和第二运算放大器为宽带运算放大器OPA4650P，该型号运算放大器噪声低，利于信号的传输。

本实用新型的有益效果是：

1、与蓝牙技术相比，可见光数据传输方便高效，不需要繁琐的蓝牙搜寻配对验证等步骤，只需要将两台智能终端的光信号收发端对准便可进行数据传输，更重要的是，白光LED可见光数据传输速率远高于蓝牙传输。和当前非常流行的wifi技术相比，同样具有简单方便的优点，而且数据传输速度在理论上远高于wifi技术。

2、当今无线频谱资源紧张，很多频段都已经被占用，该传输系统利用的可见光无需授权即可使用，解决了光通信与无线通信网络共存于兼容，且该传输系统不需发射射频信号，对人没有辐射，具有安全可靠的优点。

3、无需过多的硬件添加，利用智能终端的手电筒、照相功能便可完成，无电磁污染，白光和射频信号互相不干扰，可以应用在电磁敏感环境中，适用于飞机、医院、工业控制等射频敏感领域。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型结构原理框图；

图2是信号放大滤波模块电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种基于智能终端的可见光数据传输系统，包括设置于发送信号智能终端上的光信号发送端和接收信号智能终端上的光信号接收端，光信号发送端包括编码调制模块和LED灯，编码调制模块输出端连接LED灯，光信号接收端包括可见光探测器、信号放大滤波模块、A/D转换模块和解调解码模块，可见光探测器输出端连接信号放大滤波模块输入端，信号放大滤波模块输出端连接A/D转换模块输入端，A/D转换模块输出端连接解调解码模块输入端。

本实施例中的LED灯设于发送信号智能终端背面，且LED灯为发送信号智能终端的拍照的闪光灯，待传信号由编码调制模块编码处理并以OOK调制方式加载到LED灯上。可见光探测器选用PIN型光敏二极管，设于接收信号智能终端的正面。

信号放大滤波模块包括第一电阻R1，第二电阻R2、第三电阻R3、第一可变电阻R_f1、第二可变电阻R_f2、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器U1和第二运算放大器U2，第一运算放大器U1和第二运算放大器U2采用宽带运算放大器OPA4650P。

可见光探测器输出端连接第二电阻R2第一端，第二电阻R2第二端接地，第一电容C1一端连接第二电阻R2第一端，第一电容C1另一端连接第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端接地，第一电容C1与第一电阻R1连接的一端连接第一运算放大器U1的输入端，第一运算放大器U1的输入端和输出端之间连接第一可变电阻R_f1，第一运算放大器U1的输出端通过第二电容C2连接第二运算放大器U2的输入端，第二电容C2与第二运算放大器U2的连接点处还连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3另一端接地，第二运算放大器U2的输入端和输出端之间连接第二可变电阻R_f2，第二运算放大器U2的输出端连接A/D转换模块输入端。

信号传输时，发送信号智能终端上的编码调制模块对待传信号进行编码调制，然后通过发送信号智能终端进行启动，启动后信号将以OOK的调制方式传输到共形于发送信号智能终端的LED灯上，LED灯将该待传信号转化为可见光信号发射出去；接收信号智能终端上的PIN型光敏二极管接收可见光信号并将其转化为电信号，然后发送到信号放大滤波模块进行滤波、放大处理后，再由A/D转换模块进行模数转换，再交由解调解码模块进行解调解码处理，完成信号的传输。

因为白光响应速度高，所以为了使得信号传送速度更加快，在选用LED灯时，可选用白光LED灯。

当然本实施例中的LED灯也可以是发送信号智能终端上的手电筒，可见光探测器也可以是接收信号智能终端上的照相机。

本实施例中提供的这种基于智能终端的可见光数据传输系统实现了智能终端间的数据传输的功能，不仅具有传输速度快、保密性强和无辐射的优点，还具体积小、操作简单和成本低的优点，具有良好的市场前景。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，包括设置于发送信号智能终端上的光信号发送端和接收信号智能终端上的光信号接收端，所述光信号发送端包括编码调制模块和LED灯，所述编码调制模块输出端连接所述LED灯，所述光信号接收端包括可见光探测器、信号放大滤波模块、A/D转换模块和解调解码模块，所述可见光探测器输出端连接所述信号放大滤波模块输入端，所述信号放大滤波模块输出端连接所述A/D转换模块输入端，所述A/D转换模块输出端连接所述解调解码模块输入端；

所述编码调制模块对待传信号进行编码调制，所述LED灯将该待传信号转化为可见光信号发射出去，所述可见光探测器接收所述可见光信号并将其转化为电信号，然后发送到信号放大滤波模块进行滤波、放大处理后，再由A/D转换模块进行模数转换，再交由所述解调解码模块进行解调解码处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述信号放大滤波模块包括第一电阻(R1)，第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一可变电阻(R_f1)、第二可变电阻(R_f2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一运算放大器(U1)和第二运算放大器(U2)，

所述可见光探测器输出端连接所述第二电阻(R2)第一端，所述第二电阻(R2)第二端接地，所述第一电容(C1)一端连接所述第二电阻(R2)第一端，所述第一电容(C1)另一端连接所述第一电阻(R1)一端，所述第一电阻(R1)另一端接地，所述第一电容(C1)与所述第一电阻(R1)连接的一端连接所述第一运算放大器(U1)的输入端，所述第一运算放大器(U1)的输入端和输出端之间连接所述第一可变电阻(R_f1)，所述第一运算放大器(U1)的输出端通过所述第二电容(C2)连接所述第二运算放大器(U2)的输入端，所述第二电容(C2)与所述第二运算放大器(U2)的连接点处还连接所述第三电阻(R3)的一端，所述第三电阻(R3)另一端接地，所述第二运算放大器(U2)的输入端和输出端之间连接所述第二可变电阻(R_f2)，所述第二运算放大器(U2)的输出端连接所述A/D转换模块输入端。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述可见光探测器为PIN型光敏二极管。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述LED灯为发送信号智能终端的拍照闪光灯或手电筒，用于发射可见光信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述可见光探测器为接收信号智能终端的照相机，用于接收可见光信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述LED灯为白光LED灯。

7.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述LED灯设于发送信号智能终端背面，所述可见光探测器设于所述接收信号智能终端的正面。

8.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，待传信号由所述编码调制模块编码处理并以OOK调制方式加载到所述LED灯上。

9.根据权利要求2所述的一种基于智能终端的可见光数据传输系统，其特征在于，所述第一运算放大器(U1)和第二运算放大器(U2)为宽带运算放大器OPA4650P。