CN205725767U - 手持式可见光通信巡测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了手持式可见光通信巡测仪，包括壳体、输入设备、显示屏、光电传感器、数据交互接口、电源接口、跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器、电源管理单元和主控制器；光电传感器、跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器和主控制器依次连接，可变增益放大器、输入设备和显示屏均与主控制器连接，主控制器通过数据交互接口与一计算机连接，主控制器通过电源管理单元与电源接口连接，电源接口与一电源连接。光电传感器能够很好的对可见光信号进行灵敏检测并转换为电流信号，跨阻放大器把电流信号转换为电压信号并放大，使其在合适的范围内，主控制器对电压信号进行处理和分析，并控制可变增益放大器的增益值，使得检测结果更加精准。
Description
技术领域
本实用新型涉及可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术，尤其涉及手持式可见光通信巡测仪。
背景技术
可见光通信利用可见光作为通信媒介，具备带宽高、保密性好以及无电磁污染等优势，是一种拥有良好发展前景的新型通信方式。可见光通信基站(VLC BaseStation，VLCBS)发出通信信号，终端设备接收VLC信号并解码，完成一次下行链路通信。VLC BS发出的信号的强度、频率、衰落情况以及干扰等指标都直接影响可见光通信的质量。因此，可见光通信的研发与实施都需要一种测量可见光通信信号的仪器。而由于可见光通信与普通无线电通信之间存在区别，传统对无线电通信检测的信号测量仪器并不适用于直接测量可见光通信的信号。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供手持式可见光通信巡测仪，其能专门测量可见光通信的信号质量。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种手持式可见光通信巡测仪，包括壳体，壳体上设有输入设备、显示屏、光电传感器、数据交互接口、电源接口；壳体内设有跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器、电源管理单元和主控制器；所述光电传感器、跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器和主控制器依次连接，可变增益放大器、输入设备和显示屏均与主控制器连接，主控制器通过数据交互接口与一计算机连接，主控制器通过电源管理单元与电源接口连接，电源接口与一电源连接；所述光电传感器用于检测可见光信号，并将可见光信号转换为模拟电流信号；跨阻放大器用于将模拟电流信号进行放大并转换为模拟电压信号；模数转换器用于将模拟电压信号转换为数字电压信号，并输出数字电压信号至主控制器；主控制器用于根据数字电压信号处理得到所述可见光信号的照度、频率和信号衰落，将可见光的照度、频率和信号衰落通过数据交互接口输出至计算机，并根据数字电压信号的数值大小发送增益调节信号至可变增益放大器。
优选的，所述壳体内还设有电池，该电池与电源管理单元连接。电池实现备用电源的目的，在没有与电源连接的情况下，可由电池为巡测仪进行供电，以维持工作。
优选的，还包括带通滤波器，所述跨阻放大器通过带通滤波器与可变增益放大器连接。带通滤波器可以抑制通带以外的信号，降低可变增益放大器和模数转换器的设计难度，提高处理效率和准确性。
优选的，所述输入设备包括触摸屏和按键，触摸屏和按键与主控制器连接。用户可通过按键进行参数、数据等的输入。
优选的，所述主控制器为CPU、MCU、DSP、FPGA中的一种。
优选的，所述光电传感器为光电二极管。
优选的，所述光电二极管为PN型光电二极管、PIN型光电二极管和雪崩光电二极管中的一种或多种。
优选的，所述光电传感器为光电三极管。
优选的，所述光电传感器为光敏电阻。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的光电传感器能够很好的对可见光信号进行灵敏检测并转换为电流信号，跨阻放大器把电流信号转换为电压信号并放大，使其在合适的范围内，主控制器对电压信号进行处理和分析，并根据信号强度控制可变增益放大器的增益值，形成反馈，使得检测结果更加精准。
附图说明
图1为本实用新型的手持式可见光通信巡测仪的结构图。
图2为本实用新型的手持式可见光通信巡测仪的模块图。
图中：1、壳体；2、光电传感器；3、输入设备；31、触摸屏；32、按键；4、数据交互接口；5、电源接口；6、跨阻放大器；7、带通滤波器；8、可变增益放大器；9、模数转换器；10、主控制器；11、电源管理单元；12、电源；13、计算机；14、电池；15、显示屏。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述
参见图1和图2，本实用新型提供了一种手持式可见光通信巡测仪，包括壳体1，用户可手持该壳体1，以进行可见光通信检测。壳体1上设有输入设备3、显示屏15、光电传感器2、数据交互接口4、电源接口5；壳体1内设有跨阻放大器6、可变增益放大器8、模数转换器9、电源管理单元11和主控制器10；所述光电传感器2、跨阻放大器6、可变增益放大器8、模数转换器9和主控制器10依次连接，可变增益放大器8、输入设备3和显示屏15均与主控制器10连接，主控制器10通过数据交互接口4与一计算机13连接，主控制器10通过电源管理单元11与电源接口5连接，电源接口5与一电源12连接。显示屏15是显示器件，可以对数据进行直观的显示。
本实用新型中，光电传感器2可以是光电二极管也可以是光电三极管，还可以是光敏电阻。其中，若光电传感器2为光电二极管，可以是PN型光电二极管、PIN型光电二极管和雪崩光电二极管中的一种或多种。
光电传感器2用于检测可见光信号，并将可见光信号转换为模拟电流信号；而光电传感器2所发送模拟电流信号都是微弱信号，需要将其放大至合理范围。跨阻放大器6用于将模拟电流信号进行放大并转换为模拟电压信号，使得放大后的模拟电压信号幅度在后级电路的允许范围内。模数转换器9用于将模拟电压信号转换为数字电压信号，并输出数字电压信号至主控制器10，在工程实现中，应采用低噪声模数转换器9，且采样率应为处理信号最高频率的五倍以上；主控制器10用于根据数字电压信号处理得到所述可见光信号的照度、频率和信号衰落，以及将可见光的照度、频率和信号衰落通过数据交互接口4输出至计算机13，计算机13可以对这些数据进行进一步的分析处理。可变增益放大器8的增益值受到主控制器10控制，主控制器10根据来自模数转换器9的数字电压信号的数值大小和可变增益放大器8的放大倍数可以对可见光通信信号的强弱进行一个判断，当可见光通信信号低于预设值，则判断为较弱，则主控制器10调节增大可变增益放大器8的增益值，使得模拟电压信号经过可变增益放大器8之后更加接近模数转换器9的量程，也就是可变增益放大器8输出的电压幅度接近模数转换器9的输入量程
在壳体1内还设有电池14，该电池14与电源管理单元11连接。本实用新型中的电源接口5连接的电源12可以是市电，为外接电源，在与电源12连接的情况下，其通过电源管理单元11为主控制器10供电，同时还可以为电池14充电，电池14存储能量。当未接通电源时，则由电池14提供电能。
本实用新型还可包括带通滤波器7，跨阻放大器6通过带通滤波器7与可变增益放大器8连接。带通滤波器7可以是有源滤波器也可以是无源滤波器，其抑制通带以外的信号，包括但不限于直流信号、低频干扰、高频噪声等。
输入设备3包括触摸屏31和按键32，触摸屏31和按键32均与主控制器10连接。通过触摸屏31和按键32，可以进行参数设置、数据输入、控制操作等。本实用新型中，触摸屏31与显示屏15位置对应，都在图1中标号为31所在的位置，相当于将显示屏15和触摸屏31装配一起。
主控制器10是具备逻辑运算能力的处理单元，其处理原理为现有技术，可以但不限于为CPU、MCU、DSP、FPGA中的一种。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，包括壳体，壳体上设有输入设备、显示屏、光电传感器、数据交互接口、电源接口；壳体内设有跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器、电源管理单元和主控制器；所述光电传感器、跨阻放大器、可变增益放大器、模数转换器和主控制器依次连接，可变增益放大器、输入设备和显示屏均与主控制器连接，主控制器通过数据交互接口与一计算机连接，主控制器通过电源管理单元与电源接口连接，电源接口与一电源连接；所述光电传感器用于检测可见光信号，并将可见光信号转换为模拟电流信号；跨阻放大器用于将模拟电流信号进行放大并转换为模拟电压信号；模数转换器用于将模拟电压信号转换为数字电压信号，并输出数字电压信号至主控制器；主控制器用于根据数字电压信号处理得到所述可见光信号的照度、频率和信号衰落，将可见光的照度、频率和信号衰落通过数据交互接口输出至计算机，并根据数字电压信号的数值大小发送增益调节信号至可变增益放大器。
2.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述壳体内还设有电池，该电池与电源管理单元连接。
3.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，还包括带通滤波器，所述跨阻放大器通过带通滤波器与可变增益放大器连接。
4.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述输入设备包括触摸屏和按键，触摸屏和按键与主控制器连接。
5.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述主控制器为CPU、MCU、DSP、FPGA中的一种。
6.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述光电传感器为光电二极管。
7.如权利要求6所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述光电二极管为PN型光电二极管、PIN型光电二极管和雪崩光电二极管中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述光电传感器为光电三极管。
9.如权利要求1所述的手持式可见光通信巡测仪，其特征在于，所述光电传感器为光敏电阻。
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