CN206135923U - 一种基于可见光的数据传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于可见光的数据传输装置，包括发射端和接收端，发射端包括第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯，第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯依次连接，接收端包括光敏二极管、比较器、第二微处理器，光敏二极管、比较器、第二微处理器依次连接。本实用新型使用日常生活中常见的可见光作为数据载体，不需额外耗费资源，节能环保。稳定性强，安全性高，数据传输速度快，环境适应能力强。易于维护，成本低廉，附加装置简单，运行稳定。

Description

一种基于可见光的数据传输装置

技术领域

本实用新型属于光信息传播技术领域，具体涉及一种基于可见光的数据传输装置。

背景技术

当下，各种数据传输装置纷纷涌现，从简单的蓝牙模块，到复杂的WIFI模块，再到高尖端的卫星传输系统。都存在着设备功能单一，无法搭载在其他外部平台上运行。以WIFI技术为例，若我们想要WIFI上网，就必须购买一套WIFI路由器，产生一个WIFI热点供接入设备使用。但是对于目前市场上常见的WIFI路由器，都有着功耗大，效率低的缺点，造成较大的资源浪费。针对以上问题，本专利提出了一种基于可见光数据传输的装置。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种基于可见光的数据传输装置，将数据信息加载在可见光光源上实现数据传输。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于可见光的数据传输装置，包括发射端和接收端，发射端包括第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯，第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯依次连接，接收端包括光敏二极管、比较器、第二微处理器，光敏二极管、比较器、第二微处理器依次连接。

作为本实用新型方案的优选实施方式,所述电压跟随器采用LM324运算放大器用作电压跟随器，放大电路采用LR7843场效应管，第一微处理器的PA9引脚直接与电压跟随器LM324的第3管脚相连，LM324的第4管脚输入5V电压源，第11管脚接地，第1管脚与第2管脚直连。然后将LM324第1管脚与场效应管栅极相连，源极串接一个20W发光LED输入+5V工作电压，漏极接地。所述比较器采用LM393，光敏二极管和一个10K电阻串联所分电压接入LM393比较器的第3管脚，第2管脚与一个10K电位器相连，第8管脚接+5V电源，第4管脚与GND相连。所述电源电路包括市电、变压器、桥式整流电路和多级电容滤除电路，市电经变压器转换为12V交流电，桥式整流电路将交流电路转换为单向直流电路，经过多级电容滤除电压波动部分，输出端可直接输出12V稳定电压为发送端接收端供电。

本实用新型有益效果是:相比于红外光等非可见光源信息传播方式，可见光拥有可附加在LED照明器具上的优点，LED自身技术成熟，价格低廉，是未来照明的主要发展方向。可见光传输装置在提供照明环境的同时进行数据传输，使常用的照明器具发挥额外的附加功能。

本实用新型使用日常生活中常见的可见光作为数据载体，不需额外耗费资源，节能环保。稳定性强，安全性高，数据传输速度快，环境适应能力强。易于维护，成本低廉，附加装置简单，运行稳定。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的数据传输流程框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的发射端数据框图。

图3是本实用新型的具体实施方式的接收端数据框图。

图4是本实用新型的具体实施方式的接收端电路图。

图5是本实用新型的具体实施方式的发射端电路图。

图6是本实用新型的具体实施方式的供电部分电路图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

发送端使用一个微处理器作为信号发送源，依次将微处理器、电压跟随器，放大电路、LED连接，即构成一个发送端电路。

接收端前级使用光敏二极管作为信号接收源，依次将光敏二极管、比较器、微处理器连接，即构成一个接收端电路。

发送端微处理器使用串行TX口产生数字信号，由于芯片的输出IO带负载能力较差，这里接入一个电压跟随器，将输出信号送入放大电路后再输出给LED，由此控制LED的亮灭。

接收端光敏二极管将光信号转换为电信号输入比较器中，使得前级模拟信号转换为微处理器易于识别的数字信号，输出信号接入到微处理器的串行RX口，即可完成类似于微处理器的无线串行通信技术。

发送端放大电路使用LM324运算放大器用作电压跟随器，LR7843场效应管作为放大电路。将微处理器的PA9引脚直接与电压跟随器LM324的第3管脚(Vin+)相连，LM324的第4管脚(V+)输入5V电压源，第11管脚(GND)接地，第1管脚(OUTPUT)与第2管脚(Vin-)直连。然后将LM324第1管脚(OUTPUT)与场效应管栅极(g)相连，源极(s)串接一个20W发光LED输入+5V工作电压，漏极(d)接地。

接收端光敏二极管和一个10K电阻串联所分电压接入LM393比较器的第3管脚(Vin+)，第2管脚(Vin-)与一个10K电位器相连，第8管脚(V+)接+5V电源，第4管脚与GND相连，硬件原理图如图4和图5所示。

电源部分使用一个变压器将220V市电转换为12V交流电，后端加一个桥式整流电路将交流电路转换为单向直流电路，经过多级电容滤除电压波动部分，输出端可直接输出12V稳定电压为发送接收模块供电。

为实现数据的双向传递，将以上装置制作两份，在单端同时拥有发送和接收数据的功能。

可见光通信技术是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。可见光通信装置附载在普通发光LED上，提供照明的同时提供数据传输的服务。绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。

进入21世纪，随着LED技术的发展，可见光通信技术再度兴起，并且取得了突破性的进展。新的LED技术有着相比于普通荧光灯和白炽灯更快的开关速度。基于此特性，我们给LED加装微型控制器，使LED以极快的速度闪烁，实现可见光数据传输。

上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于可见光的数据传输装置，其特征在于,包括发射端、接收端和电源电路，发射端包括第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯，第一微处理器、电压跟随器、放大电路和LED灯依次连接，接收端包括光敏二极管、比较器、第二微处理器，光敏二极管、比较器、第二微处理器依次连接。

2.根据权利要求1所述的基于可见光的数据传输装置，其特征在于,所述电压跟随器采用LM324运算放大器用作电压跟随器，放大电路采用LR7843场效应管，第一微处理器的PA9引脚直接与电压跟随器LM324的第3管脚相连，LM324的第4管脚输入5V电压源，第11管脚接地，第1管脚与第2管脚直连，然后将LM324第1管脚与场效应管栅极相连，源极串接一个20W发光LED输入+5V工作电压，漏极接地。

3.根据权利要求2所述的基于可见光的数据传输装置，其特征在于,所述比较器采用LM393，光敏二极管和一个10K电阻串联所分电压接入LM393比较器的第3管脚，第2管脚与一个10K电位器相连，第8管脚接+5V电源，第4管脚与GND相连。

4.根据权利要求1所述的基于可见光的数据传输装置，其特征在于,所述电源电路包括变压器、桥式整流电路和多级电容滤除电路，市电经变压器转换为12V交流电，桥式整流电路将交流电路转换为单向直流电路，经过多级电容滤除电压波动部分，输出端可直接输出12V稳定电压为发送端接收端供电。