CN206728021U - 一种可见光通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可见光通信系统，包括发送单元和信号接收单元，所述的发送单元将原始数据转换成光信号进行传输，所述信号接受单元接收光信号后将其转换成原始数据，信号接收单元包括光敏接收电路和信号处理系统，所述的光敏接收电路用于将光信号转换成电信号，所述的信号处理系统将电信号转换成原始数据，所述的光敏接收电路为可调节感光灵敏度的光敏电路。本实用新型的优点在于：光信号接收端采用可调节感光灵敏的光敏电路，使得在接收光信号时可以根据光强大小调节对光强采集的灵敏度，适应不同的光照环境下的可见光传输通信；采用PCM编码，保证了通信质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域，特别涉及可见光通信传输领域。
背景技术
LiFi是一种基于光线的数据传输方法，长期以来一直局限于学术圈，最近突然受到关注。爱沙尼亚创业公司Velmenni最近试验了一种商业化LiFi实现，在信号传送方面LIFI的信号方向性好，传输速率高，带宽远大于WIFI。
虽然LiFi具有上述优势，但也存在很大的问题，可见光不能穿透墙壁，这一关键事实使得WiFi获得了很大优势；同时可见光的通信易受到环境光照的影响。这些缺陷造成目前LiFi不能给大范围使用。但是在一些诸如咖啡馆、图书馆等人员密集场所，由于Wifi使用密集，信号衰减大，采用LiFi传输数据能够提供更好的数据传输体验，因此LiFi的通信传输需求是客观存在的，如何实现一种成本底、受环境光照影响小的可见光传输系统是可见光传输需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可见光通信系统，使得该系统能够适应不同的光照环境条件下的可见光通信。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可见光通信系统，包括发送单元和信号接收单元，所述的发送单元将原始数据转换成光信号进行传输，所述信号接受单元接收光信号后将其转换成原始发射信号数据，信号接收单元包括光敏接收电路和信号处理系统，所述的光敏接收电路用于将光信号转换成电信号，所述的信号处理系统将电信号转换成原始数据，所述的光敏接收电路为可调节感光灵敏度的光敏电路。
进一步地，所述的光敏接收电路包括光敏电阻、可调电阻、运放，光敏电阻一端接地，另一端分别接运放的同相输入端和通过电阻接电源VCC，运放的反相输入端通过可调电阻接电源VCC，运放的输出端连接信号处理系统。
所述发送单元包括AD采样单元、PCM编码单元、LED驱动单元、LED阵列，模拟信号输入经AD采样单元、PCM编码单元传递至LED驱动单元，所述的LED驱动单元驱动LED阵列将数字信息转换为可见光信号。
所述的LED驱动单元为驱动芯片PT4205实现。
所述的信号处理系统包括滤波放大单元、比较器、PCM解码单元、DA转换单元，滤波放大单元对接收的信号进行放大滤波，所述滤波放大单元的输出端依次经过比较器、PCM解码单元后与DA转换单元连接，所述的DA转换单元的输出端输出原始发射信号。
优选地，所述的PCM编码单元与驱动单元之间、比较器与PCM解码单元之间均采用串行通信方式通信。
本实用新型的优点在于：光信号接收端采用可调节感光灵敏的的光敏电路，使得在接收光信号时可以根据光强大小调节对光强采集的灵敏度，适应不同的光照环境下的可见光传输通信；采用单片机实现PCM编码，保证通信质量；收发都采用串行数据通信方式，实现单LED发送光电数据，可以避免并行通信时多路LED光源相互的干扰，同时也可以节省接口资源。
附图说明
下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型结构原理图；
图2为本实用新型光敏接收电路原理图；
图3为本实用新型LED驱动电路原理图；
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种可见光通信电路，包括接收单元和发送单元，发送单元将原始数据转换成光信号进行传输，接收单元将光信号还原成原始数据，从而完成通过光传递数据后将光信号还原成发射数据。接收单元包括信号处理系统和光敏接收电路，光敏接收电路为可调节感光灵敏度的光敏电路，根据环境光强的大小调节感光灵敏度从而适应不同的光照环境下的可见光信号传输。光敏接收电路接收后将数据转换成电信号并有信号处理系统将信号还原成原始数据。
发送单元包括AD采样单元、PCM编码单元、LED驱动单元、LED阵列，模拟信号输入经AD采样单元、PCM编码单元传递至LED驱动单元，LED驱动单元驱动LED阵列将数字信息转换为可见光信号。信号处理系统包括滤波放大单元、比较器、PCM解码单元、DA转换单元，滤波放大单元对接收的信号进行放大滤波，滤波放大单元的输出端依次经过比较器、PCM解码单元后与DA转换单元连接，DA转换单元的输出端输出原始发射数据。
如图1所示，模拟信号通过AD采样对待传输的信号进行AD采样，AD采用通过单片机KL26内部ADC进行采样。PCM编码单元由KL26单片机通过PCM编码算法软件进行编码，编码完成的数字信号经并串转换后输出比特流信号，经过LED驱动单元驱动LED阵列，LED驱动单元采用PT4205驱动芯片实现，驱动LED阵列产生随比特流变化的可见光信号。
接收部分包括光敏接收电路和信号处理系统，光敏接收电路由光敏电阻、可调电阻、运放组成，其用于将光信号转换成电信号，之后由数字处理系统将电信号还原成原始的待传输的模拟信号。数字处理系统包括滤波放大单元，对光敏接收电路输出的信号进行放大滤波后通过比较器与设定的参考电压进行比较判断，还原成发射时原始的经PCM编码的数字信号，之后经过KL26单片机进行解码后，输出信号经DA转换输出模拟信号。PCM编码单元与驱动单元之间、比较器与PCM解码单元之间均采用串行通信方式通信。DA转换通过KL26单片机内部的DAC实现，通信码率，编码方式等重要信息可以通过单片机外接的OLED显示模块实时显示。
如图2所示，为光敏接收电路的电路图，光敏接收电路包括光敏电阻、可调电阻、运放，光敏电阻一端接地，另一端分别接运放的同相输入端和通过电阻接电源VCC，运放的反相输入端通过可调电阻接电源VCC，运放的输出端连接信号处理系统。接收端光电传感器采用可配置光敏电阻MG45，此光敏电阻模块配合可调电阻可以实现对光强采集灵敏度的调节，反应迅速，适应不同的光照环境。
如图3所示，为LED驱动电路原理图，通过PT4025实现驱动LED阵列。PT4205是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联LED。PT4205输入电压范围从5伏到30伏，具有200mV±3基准电压，输出电流通过一个外部电阻设定，最大可达1.2安培。根据不同的输入电压和外部器件，PT4205可以驱动高达数十瓦的LED；内置过温软保护功能，当温度过高时自动降低LED电流，提高系统可靠性并避免高温运行可能的闪烁问题。
显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可见光通信系统，包括发送单元和信号接收单元，所述的发送单元将原始数据转换成光信号进行传输，所述信号接受单元接收光信号后将其转换成原始数据，其特征在于：信号接收单元包括光敏接收电路和信号处理系统，所述的光敏接收电路用于将光信号转换成电信号，所述的信号处理系统将电信号转换成原始数据，所述的光敏接收电路为可调节感光灵敏度的光敏电路。
2.如权利要求1所述的一种可见光通信系统，其特征在于：所述的光敏接收电路包括光敏电阻、可调电阻、运放，光敏电阻一端接地，另一端分别接运放的同相输入端和通过电阻接电源VCC，运放的反相输入端通过可调电阻接电源VCC，运放的输出端连接信号处理系统。
3.如权利要求1或2所述的一种可见光通信系统，其特征在于：所述发送单元包括AD采样单元、PCM编码单元、LED驱动单元、LED阵列，模拟信号输入经AD采样单元、PCM编码单元传递至LED驱动单元，所述的LED驱动单元驱动LED阵列将数字信息转换为可见光信号。
4.如权利要求3所述的一种可见光通信系统，其特征在于：所述的LED驱动单元为驱动芯片PT4205实现。
5.如权利要求3所述的一种可见光通信系统，其特征在于：所述的信号处理系统包括滤波放大单元、比较器、PCM解码单元、DA转换单元，滤波放大单元对接收的信号进行放大滤波，所述滤波放大单元的输出端依次经过比较器、PCM解码单元后与DA转换单元连接，所述的DA转换单元的输出端输出原始发射信号。
6.如权利要求5所述的一种可见光通信系统，其特征在于：所述的PCM编码单元与驱动单元之间、比较器与PCM解码单元之间均采用串行通信方式通信。
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| CN108183748A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-06-19 | 衢州市江氏电子科技有限公司 | 一种大功率led室内可见光通信装置 |
| CN112511184A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-16 | 广州市科信网络系统工程有限公司 | 一种无线通信系统及其通信方法 |
| CN114187753A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 数据传输装置、方法、控制装置及电器设备 |
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