CN205490552U - 一种基于可见光通信的图像传输装置 - Google Patents

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王宏民
刘贞周
李冰
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Abstract

本申请涉及一种基于可见光通信的图像传输装置，其特征在于，本申请以FPGA为主要的控制器，采用可以照明用的白光LED发出的高速可以调制的可见光作为信息的载体，利用PIN光电二极管来进行接收广播的光载波信号，然后通过电脑来获取图像的信息。本申请给出了一种可见光通信的图像传输装置，主要包括PC机A、任意波形发生器、发送端模块、接收端模块、存储示波器、PC机B等。本装置实现了图像的短距离传输，通过实现结果得知通信距离在0.8米的时候，图像的最大传输速度达到0.78Mbit/s，并且此时的误码率小于。本装置具有传输速率快、抗干扰能力方面强、功耗小、保密性高、成本低、方便移植等优点。

Description

一种基于可见光通信的图像传输装置
技术领域
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及基于可见光通信的图像传输装置。
背景技术
目前的无线射频通信应用领域方面受限、频谱资源紧缺等诸多问题也日益的暴露出来了。另一方面，无线射频通信的数据速率，已经能满足不了人们的需求。因此，一种利用LED可见光的高速亮灭传递二进制码元的通信方式被提出，它兼具通信和照明的双重功能，因而可见光通信迅速发展起来了，成为了近年来无线通信领域研究的一个热点，因此对可见光通信的研究具有重意义。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种基于可见光通信图像传输装置。
为达上述目的，分析可见光通信图像传输装置，本装置主要有PC机A、任意波形发生器、发送端模块、接收端模块、存储示波器PC机B等组成。
PC机A，与任意波形发生器相连，作用是用于图像的传输。
任意波形发生器，与发射端相连，作用是产生本装置所需要的波形。
发射端模块，本模块主要包括USB转串口模块、MCU控制模块、白光LED阵列驱动模块、信号编码与调制模块、Bias-Tee信号耦合模块、LED阵列模块、电源设计模块等。本模块LED发出的光经过自由空间信道被PIN光电二极管接收，完成光信号转换成电信号，从而发射端与接收端取得了“连接”。电源的设计是驱动LED阵列的一个关键的技术，因为其不但要满足人眼视觉亮度的要求，还要符合LED阵列高速通信的需求。因此为本装置进行了电源设计。本模块用于把需要传输的信息加载到LED灯上进行传输。
接收端模块，与存储示波器相连，本模块包括光电检测单元模块、信号的放大模块、信号的滤波模块、信号的解码与解调模块、光电的接收模块、MCU的控制模块、USB转串口模块、PC机B等，用于对发送端产生的光信号的接收。
存储示波器，与PC机B相连，用于信号信息的存储。
PC机B，与存储示波器相连，用于图像信息的接收。
与现有的技术相比，本申请提出的技术方案，可以实现一种传输速率快、抗干扰能力方面强、功耗小、保密性高、成本低、方便移植等优点。该装置在可见光通信系统中具有非常好的应用前景。
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是可见光通信的图像传输装置结构框图；
图2是发射端流程框图；
图3是电源系统整体结构框图；
图4是接收端流程框图。
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，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步地详细说明。
如图1所示，PC机A(1-1)用于图像传输，通过任意波形发生器(1-2)与发送端(1-3)相连，发送端(1-3)产生的光信号通过自由空间信道与接收端(1-4)取得联系，接收端(1-4)通过存储示波器(1-5)与PC机B(1-6)相连。下面具体分析发送端(1-3)和接收端(1-4)这两个主要的模块：如图2，发送端模块的流程框图。其中PC机A(2-1)通过USB转串口模块(2-2)与MCU控制模块(2-3)相连，白光LED阵列驱动模块(2-4)和信号编码与调制模块(2-5)分别与MCU控制模块(2-3)相连，Bias-Tee信号耦合模块(2-6)分别与白光LED阵列驱动模块(2-4)和信号编码与调制模块(2-5)相连接，最后，Bias-Tee信号耦合模块(2-6)与LED阵列模块(2-7)相连。电源的设计是驱动LED阵列的一个关键的技术，因为其不但要满足人眼视觉亮度的要求，还要符合LED阵列高速通信的需求。如图3，为本装置设计的电源系统整体结构框图，由图可知，电源主要包括DC/DC模块、主控制模块，温度保护模块以及电流电压采集模块等，该电源系统是恒压电源，具备稳定、高效、低耗和可以延长电源的使用寿命等优点，为一种理想的驱动LED的电源。
如图4，接收端的流程框图。其中光电检测单元模块(4-1)与信号的放大模块(4-2)相连，信号的放大模块(4-2)通过信号的滤波模块(4-3)与信号的解码与解调模块(4-4)相连，信号的解码与解调模块(4-4)通过光电的接收模块(4-5)与MCU的控制模块(4-6)相连，MCU的控制模块(4-6)通过USB转串口模块(4-7)与PC机B相连。
综上所述，利用本申请的可见光通信的图像传输装置，可以实现图像的短距离传输。并且本装置具有传输速率快、抗干扰能力方面强、功耗小、保密性高、成本低、方便移植等优点。

Claims (2)

1.一种基于可见光通信的图像传输装置，主要包括：PC机A、任意波形发生器、发送端模块、接收端模块、存储示波器、PC机B等组成，其中：
所述PC机A，与任意波形发生器相连，作用是用于图像的传输；
所述任意波形发生器，与发射端相连，作用是产生本装置所需要的波形；
所述发射端模块，本模块主要包括USB转串口模块、MCU控制模块、白光LED阵列驱动模块、信号编码与调制模块、Bias-Tee信号耦合模块、LED阵列模块等；
本模块LED发出的光经过自由空间信道被PIN光电二极管接收，完成光信号转换成电信号，从而发射端与接收端取得了“连接”；
本模块用于把需要传输的信息加载到LED灯上进行传输；
所述接收端模块，与存储示波器相连，本模块包括光电检测单元模块、信号的放大模块、信号的滤波模块、信号的解码与解调模块、光电的接收模块、MCU的控制模块、USB转串口模块、PC机B等，用于对发送端产生的光信号的接收；
所述存储示波器，与PC机B相连，用于信号信息的存储；
所述PC机B，与存储示波器相连，用于图像信息的接收。
2.在权利要求1所述一种基于可见光通信的图像传输装置的基础之上，本申请设计了一种电源系统，电源主要包括DC/DC模块、主控制模块，温度保护模块以及电流电压采集模块等，该电源系统是恒压电源，具备稳定、高效、低耗和可以延长电源的使用寿命等优点，为一种理想的驱动LED的电源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109859788A (zh) * 2019-02-23 2019-06-07 浙江大学 阻式存储器的误码率测试方法
CN110855362A (zh) * 2019-11-18 2020-02-28 南京工程学院 基于可见光led矩阵的保密通信方法和系统

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