CN206698224U - 室内可见光通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种室内可见光通信系统，所述室内可见光通信系统包括可见光发射装置，可见光转发装置，可见光接收装置；所述可见光发射装置设置于室内墙体上，用于发射第一可见光信号；所述可见光转发装置设置于室内墙体上，用于转发所述第一可见光信号；所述可见光转发装置包括第一转发器件和第二转发器件；所述第一转发器件与所述可见光发射装置位于同一房间内；所述第二转发器件与所述可见光接收装置位于同一房间内；所述可见光接收装置与所述光发射模块通信相连，接收所述第二可见光信号。本实用新型能解决可见光信号室内传输被墙体隔断的问题，能有效的使可见光的信号传输最大化的覆盖室内空间，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，涉及一种可见光通信系统，特别是涉及一种室内可见光通信系统。
背景技术
近年来可见光无线通信技术逐渐受到学术界和产业界的广泛关注，尤其是随着发光二极管(Light Emitting Diode，简称为LED)之类的发光元件的照明设备的广泛使用，利用半导体LED在实现照明的同时，实现无线通信网络覆盖的可行性研究正在许多相关企业中进行。可见，光通信与无线传感网络、无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)、以及电力线通信系统相结合的通信方式也在探讨当中。然而，可以确定的是可见光通信技术将是未来可选的短距超宽带通信方式之一。
目前室内可见光通信能满足要求的最好选择就是白光LED。白光LED在提供室内照明的同时，被用作通信光源有望实现室内无线高速数据接入。目前，商品化的大功率白光LED功率已经达到5W，发光效率也已经达到90lm/W，其发光效率(流明效率)已经超过白炽灯，接近荧光灯。白光LED的光效超过100lm/W并达到200lm/W(可以完全取代现有的照明设备)在不久的将来即可实现。因而LED照明光通信技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究。
然而，室内可见光通信存在最大的问题就是，当可见光线在室内传输被墙体等物体阻隔时，通信就会受到极大的干扰。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种室内可见光通信系统，用于解决现有可见光线在室内传输被墙体等物体阻隔的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种室内可见光通信系统，所述室内可见光通信系统包括可见光发射装置，可见光转发装置，可见光接收装置；所述可见光发射装置设置于室内墙体上，用于发射第一可见光信号；所述可见光转发装置设置于室内墙体上，用于转发所述第一可见光信号；所述可见光转发装置包括第一转发器件和第二转发器件；所述第一转发器件与所述可见光发射装置位于同一房间内；所述第二转发器件与所述可见光接收装置位于同一房间内；所述第一转发器件包括：光检测电路，将所述第一可见光信号转换成电信号；均衡电路，与所述光检测电路通信相连，对所述电信号进行均衡补偿；第一放大电路，与所述均衡电路通信相连，对均衡补偿后的电信号进行放大处理；第一发送模块，与所述放大电路通信相连，无线发送所述放大后的电信号；所述第二转发器件包括：第二接收模块，与所述第一发送模块通信相连，无线接收所述电信号；第二放大电路，与所述第二接收模块通信相连，放大所述电信号；电光转换电路，与所述第二放大电路通信相连，将所述放大后的电信号转换成第二可见光信号；光发射模块，与所述电光转换电路通信相连，输出所述第二可见光信号；所述可见光接收装置与所述光发射模块通信相连，接收所述第二可见光信号。
可选地，所述第一转发器件还包括一第一滤波电路，所述第一滤波电路与所述第一放大电路和所述第一发送模块分别通信相连，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述第一滤波电路为二阶低通滤波电路。
可选地，所述二阶低通滤波电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电容C1，电容C2，比较器U1；所述二阶低通滤波电路的输入端通过串联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U1的反向输入端；所述比较器U1的正向输入端接参考电压；所述电阻R3的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电阻R3的另一端接所述比较器U1的输出端；所述电容C1连接于所述比较器U1的输出端和反向输入端之间；所述电容C2的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电容C2的另一端接地。
可选地，所述均衡电路利用所述光电检测电路的寄生电容Cd和所述第一放大电路的输入电容Ci和输入电阻Ri构成。
可选地，所述第一放大电路为跨阻抗放大电路；所述第一放大电路将所述均衡电路输出的电信号转化为具有一定幅值的电压脉冲信号。
如上所述，本实用新型所述的室内可见光通信系统，具有以下有益效果：
本实用新型能解决可见光信号室内传输被墙体隔断的问题，能有效的使可见光的信号传输最大化的覆盖室内空间，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的室内可见光通信系统的一种实现结构示意图。
图2为本实用新型实施例所述的可见光转发装置的一种实现结构示意图。
图3为本实用新型实施例所述的二阶低通滤波电路的一种实现结构示意图。
图4为本实用新型实施例所述的均衡电路的一种实现结构示意图。
图5为本实用新型实施例所述的第一放大电路的一种实现结构示意图。
元件标号说明
100 室内可见光通信系统
110 可见光发射装置
120 可见光转发装置
121 第一转发器件
1211 光检测电路
1212 均衡电路
1213 第一放大电路
1214 第一发送模块
1215 第一滤波电路
122 第二转发器件
1221 第二接收模块
1222 第二放大电路
1223 电光转换电路
1224 光发射模块
130 可见光接收装置
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例
本实施例提供一种室内可见光通信系统，参见图1所示，所述室内可见光通信系统100包括可见光发射装置110，可见光转发装置120，可见光接收装置130。所述可见光发射装置110设置于室内墙体上，用于发射第一可见光信号。所述可见光转发装置120设置于室内墙体上，用于转发所述第一可见光信号。所述可见光接收装置130接收所述第二可见光信号(即转发后的第一可见光信号)。
其中，参见图2所示，所述可见光转发装置120包括第一转发器件121和第二转发器件122。所述第一转发器件121与所述可见光发射装置110位于同一房间内；所述第二转发器件122与所述可见光接收装置130位于同一房间内。
所述第一转发器件121包括：光检测电路1211，均衡电路1212，第一放大电路1213，第一发送模块1214。所述光检测电路1211将所述第一可见光信号转换成电信号。所述均衡电路1212与所述光检测电路1211通信相连，对所述电信号进行均衡补偿。所述第一放大电路1213与所述均衡电路1212通信相连，对均衡补偿后的电信号进行放大处理。所述第一发送模块1214与所述第一放大电路1213通信相连，无线发送所述放大后的电信号。
所述第二转发器件122包括：第二接收模块1221，第二放大电路1222，电光转换电路1223，光发射模块1224。所述第二接收模块1221与所述第一发送模块1214通信相连，无线接收所述电信号。所述第二放大电路1222与所述第二接收模块1221通信相连，放大所述电信号。所述电光转换电路1223与所述第二放大电路1222通信相连，将所述放大后的电信号转换成第二可见光信号。所述光发射模块1224与所述电光转换电路1223通信相连，输出所述第二可见光信号。
进一步，所述第一转发器件121还包括一第一滤波电路1215，所述第一滤波电路1215与所述第一放大电路1213和所述第一发送模块1214分别通信相连，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述第一滤波电路为二阶低通滤波电路。
进一步，参见图3所示，所述二阶低通滤波电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电容C1，电容C2，比较器U1；所述二阶低通滤波电路的输入端通过串联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U1的反向输入端；所述比较器U1的正向输入端接参考电压；所述电阻R3的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电阻R3的另一端接所述比较器U1的输出端；所述电容C1连接于所述比较器U1的输出端和反向输入端之间；所述电容C2的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电容C2的另一端接地。
进一步，参见图4所示，所述均衡电路利用所述光电检测电路的寄生电容Cd和所述第一放大电路的输入电容Ci和输入电阻Ri构成，所述均衡电路的补偿频率为：
所述均衡电路用于对频率进行补偿，即采用频率补偿手段对光生电(流)信号进行均衡，使信号的高频成分在没有低到噪声以下，或者电路中的噪声还未对光生电(流)信号产生干扰就被补偿过来，获得更大的带宽，从而克服放大电路的低带宽和高频信号由于损失过大而无法恢复的缺点。
进一步，参见图5所示，所述第一放大电路为跨阻抗放大电路；所述第一放大电路将所述均衡电路输出的电信号转化为具有一定幅值的电压脉冲信号。
所述第一放大电路设计为跨阻抗前置放大电路。较佳地，所述第一放大电路采用电压负反馈的方式，将经过均衡电路后的微弱电(流)信号转化为具有一定幅值的电压脉冲信号，这里相当于一个全通滤波器，以牺牲电路的带宽来换取电路增益的提高，但有效的提高了电路的灵敏度。如：其中，Af为负反馈增益，A为开环增益，F为反馈深度，S为灵敏度，Rf为反馈电阻，Ri为第一放大电路的输入电阻。因此，反馈电阻越大，反馈深度越深，电路的反馈增益越大，代价是电路的灵敏度下降。从而，提高反馈增益的同时，必须兼顾电路的灵敏度，第一放大电路的反馈电阻不能太大。
本实用新型所述的可见光转发装置适用于室内的可见光通信中继转发，可以应用于室内的可见光通信网络的组网，特别是家庭可见光通信网络、学校可见光通信网络等室内场合。
本实用新型能解决可见光信号室内传输被墙体隔断的问题，能有效的使可见光的信号传输最大化的覆盖室内空间，具有很好的应用前景。
综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种室内可见光通信系统，其特征在于：所述室内可见光通信系统包括可见光发射装置，可见光转发装置，可见光接收装置；
所述可见光发射装置设置于室内墙体上，用于发射第一可见光信号；
所述可见光转发装置设置于室内墙体上，用于转发所述第一可见光信号；所述可见光转发装置包括第一转发器件和第二转发器件；所述第一转发器件与所述可见光发射装置位于同一房间内；所述第二转发器件与所述可见光接收装置位于同一房间内；
所述第一转发器件包括：
光检测电路，将所述第一可见光信号转换成电信号；
均衡电路，与所述光检测电路通信相连，对所述电信号进行均衡补偿；
第一放大电路，与所述均衡电路通信相连，对均衡补偿后的电信号进行放大处理；
第一发送模块，与所述第一放大电路通信相连，无线发送所述放大后的电信号；
所述第二转发器件包括：
第二接收模块，与所述第一发送模块通信相连，无线接收所述电信号；
第二放大电路，与所述第二接收模块通信相连，放大所述电信号；
电光转换电路，与所述第二放大电路通信相连，将所述放大后的电信号转换成第二可见光信号；
光发射模块，与所述电光转换电路通信相连，输出所述第二可见光信号；
所述可见光接收装置与所述光发射模块通信相连，接收所述第二可见光信号。
2.根据权利要求1所述的室内可见光通信系统，其特征在于：所述第一转发器件还包括一第一滤波电路，所述第一滤波电路与所述第一放大电路和所述第一发送模块分别通信相连，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述第一滤波电路为二阶低通滤波电路。
3.根据权利要求2所述的室内可见光通信系统，其特征在于：所述二阶低通滤波电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电容C1，电容C2，比较器U1；所述二阶低通滤波电路的输入端通过串联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U1的反向输入端；所述比较器U1的正向输入端接参考电压；所述电阻R3的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电阻R3的另一端接所述比较器U1的输出端；所述电容C1连接于所述比较器U1的输出端和反向输入端之间；所述电容C2的一端与所述电阻R1和电阻R2分别相连，所述电容C2的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的室内可见光通信系统，其特征在于：所述均衡电路利用所述光电检测电路的寄生电容Cd和所述第一放大电路的输入电容Ci和输入电阻Ri构成。
5.根据权利要求1所述的室内可见光通信系统，其特征在于：所述第一放大电路为跨阻抗放大电路；所述第一放大电路将所述均衡电路输出的电信号转化为具有预定幅值的电压脉冲信号。
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|---|---|---|---|---|
| CN108322266A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-07-24 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种水下可见光通信系统及方法 |
| CN112019269A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-01 | 东莞信大融合创新研究院 | 一种基于可见光通信的数据传控方法 |
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| CN108322266B (zh) * | 2018-04-12 | 2024-04-05 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种水下可见光通信系统及方法 |
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