CN207559999U - 一种结合可见光通信的融合通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种结合可见光通信的融合通信装置，包括数据综合处理单元、电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元、VLC驱动电路和LED光源，其中数据综合处理单元分别与电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元和VLC驱动电路建立连接，VLC驱动电路与LED光源建立连接，充分结合可见光通信与WIFI通信的优点，兼顾接入便利及大容量数据传输应用，将可见光通信与WIFI、电力线通信、无线蜂窝通信、以太网/光纤通信等有机融合，提高了通信系统中多种业务传输的灵活性，提升了系统性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种结合可见光通信的融合通信装置。
背景技术
相关技术中，随着社会的进步和社会文化生活的丰富，人们在工作和生活中对高速、宽带通信的需求越来越多。可见光通信不占据现有的电磁频段，具有频谱宽、绿色节能、灵敏度高、保密性好、速率高、可与照明有机结合等优点，在无线频谱资源受限、无线电信号深度衰落及电磁敏感等情况下应用优势明显。
但在双向高速通信方面，受相关干扰影响技术不够成熟，应用效果不佳，应用多为单向数据通信。WIFI技术具有覆盖范围广，通信速率高，技术成熟且部署方便等特点，已在国内外大范围规模使用；但在实际应用中通常存在多个WIFI设备及热点在同个场所同时应用的情况，导致通信速率急剧下降，系统性能差，对大数据量传输的应用如视频传输等业务影响较大。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种结合可见光通信的融合通信装置。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种结合可见光通信的融合通信装置，包括数据综合处理单元、电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元、VLC驱动电路和LED光源，其中数据综合处理单元分别与电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元和VLC驱动电路建立连接，VLC驱动电路与LED光源建立连接，从电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元接收的数据由数据综合处理单元进行处理后发送至VLC驱动电路进行信号放大并通过LED光源向外发送，通过WIFI通信单元接收用户上行数据，并将用户数据送至数据综合处理单元，数据综合处理单元对用户数据进行处理，数据综合处理单元根据相关处理结果，将处理结果送至与数据综合处理单元对应的电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元。
在一些实施方式中，数据综合处理单元支持的通信接口包括MII、USB、UART，I2S，SPI，CAN、USART、ETH以及通用I/O接口。
在一些实施方式中，数据综合处理单元与电力线载波通信单元之间的通信接口为MII/SPI，数据综合处理单元与无线蜂窝通信单元之间的通信接口为USB/PCIE，数据综合处理单元与WIFI通信单元之间的通信接口为SPI/USB/UART，数据综合处理单元与VLC驱动电路之间的通信接口为通用I/O接口。
在一些实施方式中，电力线载波通信单元包括CPU芯片、FLASH存储单元、SDRAM内存单元、AFE电路、PLC驱动电路和耦合电路。
在一些实施方式中，VLC驱动电路包括光电耦合隔离电路和信号发射电路。
在一些实施方式中，光电耦合隔离电路包括光电耦合芯片，光电耦合芯片内部集成有光敏三极管和光电二极管。
在一些实施方式中，信号发射电路包括驱动芯片和开关场效应晶体管。
在一些实施方式中，数据综合处理单元包括ARM微控制器。
本实用新型与现有技术相比，至少具有如下效果：
本实用新型的一种结合可见光通信的融合通信装置，充分结合可见光通信与WIFI通信的优点，兼顾接入便利及大容量数据传输应用，将可见光通信与WIFI、电力线通信、无线蜂窝通信、以太网/光纤通信等有机融合，提高了通信系统中多种业务传输的灵活性，提升了系统性能。
附图说明
图1是实施例中融合通信装置的示意图；
图2是实施例中电力线载波通信单元的示意图；
图3是实施例中光电耦合隔离电路的示意图；
图4是实施例中信号发射电路的示意图；
图5是实施例中下行数据处理流程图
图6是实施例中上行数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示的，本实施例是一种结合可见光通信的融合通信装置，包括数据综合处理单元、电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元、VLC驱动电路和LED光源，其中数据综合处理单元分别与电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元和VLC驱动电路建立连接，VLC驱动电路与LED光源建立连接。
本实施例的一种结合可见光通信的融合通信装置，充分结合可见光通信与WIFI通信的优点，兼顾接入便利及大容量数据传输应用，将可见光通信与WIFI、电力线通信、无线蜂窝通信、以太网/光纤通信等有机融合，提高了通信系统中多种业务传输的灵活性，提升了系统性能。
如图5所示，融合通信装置的数据下行流程中，从电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元接收的数据由数据综合处理单元进行处理，经过编码和调制后发送至VLC驱动电路进行信号放大，通过LED光源向外发送。数据综合处理单元对接收数据的编码包含前向纠错编码和游程限制编码，其中前向纠错编码采用RS码或者CC码或者LDPC等编码方式；游程限制编码采用曼彻斯特码或者4B/6B、8B/10B、128B/130B码，用于解决连续0和1带来的灯光闪动和数据时钟恢复问题。数据综合处理单元对编码后数据的调制采用OOK(开关键控)调制或正交频分复用(OFDM)调制或VPPM调制技术，将调制的信号发送至VLC驱动电路，由LED发送。
如图6所示，融合通信装置的数据上行流程中，通过WIFI通信单元接收用户上行数据，并将用户数据送至数据综合处理单元，数据综合处理单元对用户数据进行处理，数据综合处理单元根据相关处理结果，将处理结果送至与数据综合处理单元对应的电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元。
本实施例结合可见光通信的融合通信装置，将可见光通信与WIFI有机融合，兼顾WIFI接入便利的特点和可见光通信速率高及频谱免授权、绿色节能等特点，特别是在单向传输(大容量数据、视频等)要求较高，WIFI应用速率受影响的情况下应用具有良好效果，其提高了可见光通信和WIFI融合通信系统中多种业务传输的灵活性；该装置同时集成了电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元及以太网接口和光纤接口，对外接口丰富，可适用于多种场景应用，提升了系统性能，可适用于多媒体传输、高速接入、数字家庭、监控等领域，应用前景广阔。
进一步地，数据综合处理单元支持的通信接口包括MII、USB、UART，I2S，SPI，CAN、USART、ETH以及通用I/O接口，对外接口丰富，可适用于多种场景应用。
进一步地，数据综合处理单元与电力线载波通信单元之间的通信接口为MII/SPI，数据综合处理单元与无线蜂窝通信单元之间的通信接口为USB/PCIE，数据综合处理单元与WIFI通信单元之间的通信接口为SPI/USB/UART，数据综合处理单元与VLC驱动电路之间的通信接口为通用I/O接口，以此使得数据传输更快以及更加稳定，进而可提升系统性能。
此外，优选地，数据综合处理单元以ARM微控制器STM32F407芯片为核心，其处理数据速度快，性能稳定。
如图2所示，电力线载波通信单元包括CPU芯片、FLASH存储单元、SDRAM内存单元、AFE电路、PLC驱动电路和耦合电路，并通过MII或SPI与数据综合处理单元相连，其结构简单，性能稳定。此外，电力线载波通信单元还包括有转换单元，转换单元将12V直流电转换成5V、3.3V和1.5V直流电后为其他电路供电，以此可保证各部分电路稳定、可靠性的工作，避免故障的发生。
进一步地，VLC驱动电路包括光电耦合隔离电路和信号发射电路。
具体的，如图3所示，光电耦合隔离电路包括光电耦合芯片，优选地，光电耦合电路采用TLP118光电耦合芯片，其内部集成了光敏三极管和高增益、高速率的光电二极管，结构简单，成本相对较低，工作稳定、可靠。
具体的，如图4所示，信号发射电路包括驱动芯片和开关场效应晶体管，优选地，信号发射电路由具有反向功能的驱动芯片TC4429和开关场效应晶体管MTD3055或AO 3400A或TLV3201组成，其成本相对较低，性能稳定。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，包括数据综合处理单元、电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元、VLC驱动电路和LED光源，其中数据综合处理单元分别与电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元、以太网/光纤接口单元、WIFI通信单元和VLC驱动电路建立连接，VLC驱动电路与LED光源建立连接，从电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元接收的数据由数据综合处理单元进行处理后发送至VLC驱动电路进行信号放大并通过LED光源向外发送，通过WIFI通信单元接收用户上行数据，并将用户数据送至数据综合处理单元，数据综合处理单元对用户数据进行处理，数据综合处理单元根据相关处理结果，将处理结果送至与数据综合处理单元对应的电力线载波通信单元、无线蜂窝通信单元或以太网/光纤接口单元。
2.根据权利要求1所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，数据综合处理单元支持的通信接口包括MII、USB、UART，I2S，SPI，CAN、USART、ETH以及通用I/O接口。
3.根据权利要求1所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，数据综合处理单元与电力线载波通信单元之间的通信接口为MII/SPI，数据综合处理单元与无线蜂窝通信单元之间的通信接口为USB/PCIE，数据综合处理单元与WIFI通信单元之间的通信接口为SPI/USB/UART，数据综合处理单元与VLC驱动电路之间的通信接口为通用I/O接口。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，电力线载波通信单元包括CPU芯片、FLASH存储单元、SDRAM内存单元、AFE电路、PLC驱动电路和耦合电路。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，VLC驱动电路包括光电耦合隔离电路和信号发射电路。
6.根据权利要求5所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，光电耦合隔离电路包括光电耦合芯片，光电耦合芯片内部集成有光敏三极管和光电二极管。
7.根据权利要求5所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，信号发射电路包括驱动芯片和开关场效应晶体管。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种结合可见光通信的融合通信装置，其特征在于，数据综合处理单元包括ARM微控制器。
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