CN207720141U - 一种室内可见光通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室内可见光通信装置，属于可见光通信技术领域，包括光电接收器、单片机和LED显示器，单片机通过LED调光驱动电路与LED显示器电连接，光电接收器与均衡电路电连接，均衡电路与放大电路通信连接，放大电路与低通滤波电路电连接，低通滤波电路与比较电路电连接，比较电路与单片机电连接，单片机通过D/A转换电路进行信号输出。本实用新型不仅能实现无线通信，而且能实现大功率LED显示器的功率调节，适应不同的光照环境下的可见光传输通信，采用单片机保证通信质量，通过LED调光驱动电路调节大功率LED灯的功率，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。

Description

一种室内可见光通信装置

技术领域

本实用新型涉及一种可见光通信装置，特别是涉及一种室内可见光通信装置，属于可见光通信技术领域。

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，目前，商品化的大功率LED显示器功率已经达到5W，发光效率也已经达到90lm/W，其发光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，大多只能实现照明，不能实现无线通信及大功率LED显示器的功率调节。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是为了提供一种室内可见光通信装置，不仅能实现无线通信，而且能实现大功率LED显示器的功率调节。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种室内可见光通信装置，包括光电接收器、单片机和LED显示器，所述单片机通过LED调光驱动电路与所述LED显示器电连接，所述LED调光驱动电路用于调节大功率LED显示器的功率；所述光电接收器接收可见光信号，将可见光信号转换成电信号，并与均衡电路电连接；所述均衡电路与放大电路通信连接，对电信号进行均衡补偿；所述放大电路与低通滤波电路电连接，对均衡补偿后的电信号进行放大处理；所述低通滤波电路与比较电路电连接，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述比较电路与所述单片机电连接，所述比较电路将滤波处理后的电信号与设定的参考电压进行比较判断；所述单片机通过D/A转换电路进行信号输出。

优选的，所述光电接收器的接入最高电压为12V。

优选的，所述D/A转换电路采用LTC1655型D/A转换电路。

优选的，所述低通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2和比较器U1；所述电阻R3的一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2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的一端接地。

优选的，所述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；所述电容C2的另一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2相连。

优选的，所述均衡电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3和比较器U5；所述均衡电路的输入端通过并联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U5的反向输入端；所述比较器U5的正向输入端接参考电压VCC；所述比较器U5的输出端接电阻R4。

优选的，所述单片机采用STM8S103单片机，STM8S103单片机工作在2.95V到5.5V电压下，STM8S103单片机内包含复位电路、晶振电路、滤波电容、VCAP电容、下载器接口和PWM接口。

优选的，所述LED调光驱动电路为具有GS6200芯片的700mA大功率LED调光驱动电路。

优选的，700mA大功率LED调光驱动电路为DC/DC降压电路，由VIN+、VIN-输入DC5-35V电压，LED+接700mA大功率LED正极，LED-接700mA大功率LED负极，PWM波通过EN引脚输入，通过调节占空比控制LED+、LED-两脚的电压，达到调节LED灯亮度的目的。

优选的，所述700mA大功率LED调光驱动电路的输入电压为：5V-35V，输出电流为：700mA±20mA。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的室内可见光通信装置，本实用新型提供的室内可见光通信装置，不仅能实现无线通信，而且能实现大功率LED显示器的功率调节，适应不同的光照环境下的可见光传输通信，采用单片机保证通信质量，通过LED调光驱动电路调节大功率LED灯的功率，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

图1为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的单片机电路图；

图3为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的LED调光驱动电路电路图；

图4为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的光电接收器电路图；

图5为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的光电接收器光谱响应度图；

图6为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的低通滤波电路电路图；

图7为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的D/A转换电路电路图；

图8为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的均衡电路电路图；

图9为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的放大电路电路图；

图10为按照本实用新型的室内可见光通信装置的一优选实施例的比较电路电路图。

图中：1-光电接收器，2-均衡电路，3-放大电路，4-低通滤波电路，5-比较电路，6-单片机，7-LED调光驱动电路，8-LED显示器，9-D/A转换电路。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例提供的一种室内可见光通信装置，包括光电接收器1、单片机6和LED显示器8，所述单片机6通过LED调光驱动电路7与所述LED显示器8电连接，所述LED调光驱动电路7用于调节大功率LED显示器的功率；所述光电接收器1接收可见光信号，将可见光信号转换成电信号，并与均衡电路2电连接；所述均衡电路2与放大电路3通信连接，对电信号进行均衡补偿；所述放大电路3与低通滤波电路4电连接，对均衡补偿后的电信号进行放大处理；所述低通滤波电路4与比较电路5电连接，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述比较电路5与所述单片机6电连接，所述比较电路5将滤波处理后的电信号与设定的参考电压进行比较判断；所述单片机6通过D/A转换电路9进行信号输出。

进一步的，在本实施例中，如图4和图5所示，图4为光电接收器电路图，图5为光电接收器光谱响应度图，所述光电接收器1的接入最高电压为12V。

进一步的，在本实施例中，如图7所示，图7为D/A转换电路电路图，所述D/A转换电路9采用LTC1655型D/A转换电路。

进一步的，在本实施例中，如图6所示，图6为低通滤波电路电路图，所述低通滤波电路4包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2和比较器U1；所述电阻R3的一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2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的一端接地，所述低通滤波电路4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；所述电容C2的另一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2相连。

进一步的，在本实施例中，如图8所示，图8为均衡电路电路图，所述均衡电路2包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3和比较器U5；所述均衡电路2的输入端通过并联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U5的反向输入端；所述比较器U5的正向输入端接参考电压VCC；所述比较器U5的输出端接电阻R4。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，图2为单片机6电路图，所述单片机6采用STM8S103单片机，STM8S103单片机工作在2.95V到5.5V电压下，STM8S103单片机内包含复位电路、晶振电路、滤波电容、VCAP电容、下载器接口和PWM接口。

进一步的，在本实施例中，如图3所示，图3为LED调光驱动电路电路图，所述LED调光驱动电路7为具有GS6200芯片的700mA大功率LED调光驱动电路，700mA大功率LED调光驱动电路为DC/DC降压电路，由VIN+、VIN-输入DC5-35V电压，LED+接700mA大功率LED正极，LED-接700mA大功率LED负极，PWM波通过EN引脚输入，通过调节占空比控制LED+、LED-两脚的电压，达到调节LED灯亮度的目的，所述700mA大功率LED调光驱动电路的输入电压为：5V-35V，输出电流为：700mA±20mA。

进一步的，在本实施例中，如图9和图10所示，图9为放大电路电路图，图10为比较电路5的电路图，所述放大电路3为跨阻抗放大电路；所述放大电路3将所述均衡电路2输出的电信号转化为具有一定幅值的电压脉冲信号。所述放大电路3为跨阻抗前置放大电路，较佳地，所述放大电路3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。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的室内可见光通信装置，本实施例提供的室内可见光通信装置，不仅能实现无线通信，而且能实现大功率LED显示器的功率调节，适应不同的光照环境下的可见光传输通信，采用单片机保证通信质量，通过LED调光驱动电路调节大功率LED灯的功率，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。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种室内可见光通信装置，包括光电接收器(1)、单片机(6)和LED显示器(8)，其特征在于：所述单片机(6)通过LED调光驱动电路(7)与所述LED显示器(8)电连接，所述LED调光驱动电路(7)用于调节大功率LED显示器的功率；所述光电接收器(1)接收可见光信号，将可见光信号转换成电信号，并与均衡电路(2)电连接；所述均衡电路(2)与放大电路(3)通信连接，对电信号进行均衡补偿；所述放大电路(3)与低通滤波电路(4)电连接，对均衡补偿后的电信号进行放大处理；所述低通滤波电路(4)与比较电路(5)电连接，用于对放大后的电信号进行滤波处理；所述比较电路(5)与所述单片机(6)电连接，所述比较电路(5)将滤波处理后的电信号与设定的参考电压进行比较判断；所述单片机(6)通过D/A转换电路(9)进行信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述光电接收器(1)的接入最高电压为12V。

3.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述D/A转换电路(9)采用LTC1655型D/A转换电路。

4.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述低通滤波电路(4)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2和比较器U1；所述电阻R3的一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2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的一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述低通滤波电路(4)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；所述电容C2的另一端分别与所述电阻R1和所述电阻R2相连。

6.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述均衡电路(2)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3和比较器U5；所述均衡电路(2)的输入端通过并联的电阻R1和电阻R2接入所述比较器U5的反向输入端；所述比较器U5的正向输入端接参考电压VCC；所述比较器U5的输出端接电阻R4。

7.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述单片机(6)采用STM8S103单片机，STM8S103单片机工作在2.95V到5.5V电压下，STM8S103单片机内包含复位电路、晶振电路、滤波电容、VCAP电容、下载器接口和PWM接口。

8.根据权利要求1所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述LED调光驱动电路(7)为具有GS6200芯片的700mA大功率LED调光驱动电路。

9.根据权利要求8所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：700mA大功率LED调光驱动电路为DC/DC降压电路，由VIN+、VIN-输入DC5-35V电压，LED+接700mA大功率LED正极，LED-接700mA大功率LED负极，PWM波通过EN引脚输入，通过调节占空比控制LED+、LED-两脚的电压，达到调节LED灯亮度的目的。

10.根据权利要求9所述的一种室内可见光通信装置，其特征在于：所述700mA大功率LED调光驱动电路的输入电压为：5V-35V，输出电流为：700mA±20mA。