CN209767540U - 一种室外可见光通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于通信设备技术领域，提出了一种室外可见光通信设备，包括控制器，控制器连接有信号接收电路、信号发送电路，信号接收电路包括光电二极管及与光电二极管连接的信号放大电路，信号放大电路包括依次连接的第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器与光电二极管连接，第二运算放大器与控制器连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中的问题。

Description

一种室外可见光通信设备

技术领域

本实用新型属于通信设备技术领域，涉及一种室外可见光通信设备。

背景技术

可见光通信技术，是利用发光二极管发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，在人的眼睛完全感觉不到发光二极管闪烁的前提下，将高速因特网的电线装置连接在照明装置上，实现照明与通信的双重作用。目前的可见光通信设备通常由控制器、接收电路与发送电路组成，接收电路的接收性能对整个接收电路的能否正常工作起到了决定性的作用，目前的接收电路设计复杂，抗干扰性能较差。

实用新型内容

本实用新型提出一种室外可见光通信设备，解决了现有技术中的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种室外可见光通信设备，包括

控制器，所述控制器连接有信号接收电路、信号发送电路，所述信号接收电路包括光电二极管及与所述光电二极管连接的信号放大电路，所述信号放大电路包括依次连接的第一运算放大器、第二运算放大器，所述第一运算放大器与所述光电二极管连接，所述第二运算放大器与所述控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述信号发送电路包括与所述控制器依次连接的第一三极管、电压跟随器、第二三极管、发光二极管，所述发光二极管用于发送光信号。

作为进一步的技术方案，所述第一运算放大器的同相输入端与所述光电二极管连接，所述第一运算放大器的反相输入端与地连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与地连接，所述第二运算放大器的输出端与所述控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述第一三极管的基极与所述控制器连接，所述第一三极管的集电极与所述电压跟随器的同相输入端连接，所述第一三极管的发射极与地连接，

所述电压跟随器的反相输入端与所述电压跟随器的输出端连接，所述电压跟随器的输出端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与所述发光二极管连接，所述第二三极管的发射极与地连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器通过串口通信电路连接有PC端，所述串口通信电路包括相互连接的收发器、插接口，所述收发器与所述控制器连接，所述插接口与所述PC端连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器还连接有下载接口、复位电路、晶振电路。

作为进一步的技术方案，所述控制器还连接有电源模块，所述电源模块包括电压输入端，所述电压输入端连接有第一电压转换电路，

所述电压输入端与所述第一运算放大器、所述第二运算放大器、所述电压跟随器、所述发光二极管均连接，

所述第一电压转换电路与所述控制器、所述收发器、所述下载接口、所述复位电路均连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器的具体型号为STM32F030F4P6，所述第一运算放大器、所述第二运算放大器的具体型号均为OPA333，所述电压跟随器的具体型号为OPA333，所述收发器的具体型号为SP3232。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

1、本实用新型中的控制器连接有信号接收电路、信号发送电路，信号接收电路用于接收上一级通信设备发出的光输入信号并传输至控制器，信息发送电路用于发送光输出信号至下一级通信设备，从而通过光的闪烁信号完成信息的传递。

信号接收电路包括光电二极管，光电二极管用于接收上一级通信设备发出的闪烁光信号，光电二极管接收到光信号之后，会把光信号转换成电信号，产生较大电流，电流信号通过第一运算放大器转换为电压信号，再通过第二运算放大器将电压信号放大，传输至控制器，控制器就会准确的接收到输入信号传输的信息。在第一运算放大器、第二运算放大器的双重作用下，本实用新型的信号接收性能更好，且电路设计简单。在发送信号时，控制器会通过信号发送电路将信号发送至下一级的通信设备，从而完成信号的传递，实现利用可见光的闪烁信号来进行通信。

2、本实用新型中的控制器在通过信号发送电路发送信号时，控制器会输出PWM信号至第一三极管，当控制器输出低电平时，第一三极管不导通，电压跟随器会输出电压信号至第二三极管，第二三极管就会导通，与第二三极管连接的发光二极管就会导通发光；当控制器输出高电平时，第一三极管导通，电压跟随器没有电压信号输入，所以也没有电压信号输出，此时与电压跟随器连接的第二三极管不会导通，发光二极管不会形成回路，也不会导通发光，因此当控制器输出高低电平时，就会控制发光二极管闪烁，产生闪烁信号传输信息。

3、本实用新型中的第一运算放大器的同相输入端与光电二极管连接，当光电二极管受光产生电流信号时，电流信号就会通过第一运算放大器转换为电压信号，电压信号再通过与第一运算放大器连接的第二运算放大器进行放大，放大之后的电压信号再传输至控制器，完成信号的输入过程。

在信号需要输出时，控制器输出高低电平信号至第一三极管，通过控制第一三极管是否导通控制电压跟随器向第二三极管输出的电压信号，从而控制第二三极管是否导通，第二三极管导通时与其连接的发光二极管导通发光，第二三极管不导通时发光二极管不发光，从而控制发光二极管产生闪烁信号，实现通信的功能。

4、本实用新型中的控制器通过串口通信电路连接有PC端，串口通信电路包括相互连接的收发器、插接口，收发器与控制器连接，插接口与PC端连接，因此PC端就可以通过控制器连接上网络，实现通过闪烁的光信号上网的功能，使用方便。

5、本实用新型中的控制器还连接有电源模块，电源模块包括电压输入端，电压输入端连接有第一电压转换电路，电压输入端、第一电压转换电路对电压进行转换输出，以为电路中的各个模块进行供电，满足电路运行的供电需求，保证本实用新型可以稳定运行。

附图说明

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。

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中控制器的电路原理图；

图3为本实用新型中信号接收电路的电路原理图；

图4为本实用新型中信号发送电路的电路原理图；

图5为本实用新型中串口通信电路的电路原理图；

图6为本实用新型中复位电路的电路原理图；

图7为本实用新型中电源模块的电路原理图；

图中：1-控制器，2-信号接收电路，21-光电二极管，22-信号放大电路，221-第一运算放大器，222-第二运算放大器，3-信号发送电路，31-第一三极管，32-电压跟随器，33-第二三极管，34-发光二极管，4-串口通信电路，41-收发器，42-插接口，5-复位电路，6-下载接口，7-复位电路，8-晶振电路，9-电源模块，91-电压输入端，92-第一电压转换电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～7所示，一种室外可见光通信设备，包括

控制器1，控制器1连接有信号接收电路2、信号发送电路3，信号接收电路2包括光电二极管21及与光电二极管21连接的信号放大电路22，信号放大电路22包括依次连接的第一运算放大器221、第二运算放大器222，第一运算放大器221与光电二极管21连接，第二运算放大器222与控制器1连接。

本实用新型中的控制器1连接有信号接收电路2、信号发送电路3，信号接收电路2用于接收上一级通信设备发出的光输入信号并传输至控制器1，信息发送电路3用于发送光输出信号至下一级通信设备，从而通过光的闪烁信号完成信息的传递。

信号接收电路2包括光电二极管21，光电二极管21用于接收上一级通信设备发出的闪烁光信号，光电二极管21接收到光信号之后，会把光信号转换成电信号，产生较大电流，电流信号通过第一运算放大器221转换为电压信号，再通过第二运算放大器22将电压信号放大，传输至控制器1，控制器1就会准确的接收到输入信号传输的信息。在第一运算放大器221、第二运算放大器222的双重作用下，本实用新型的信号接收性能更好，且电路设计简单。在发送信号时，控制器1会通过信号发送电路3将信号发送至下一级的通信设备，从而完成信号的传递，实现利用可见光的闪烁信号来进行通信。

进一步，信号发送电路3包括与控制器1依次连接的第一三极管31、电压跟随器32、第二三极管33、发光二极管34，发光二极管34用于发送光信号。

本实用新型中的控制器1在通过信号发送电路3发送信号时，控制器1会输出PWM信号至第一三极管31，当控制器1输出低电平时，第一三极管不导通，电压跟随器32会输出电压信号至第二三极管33，第二三极管33就会导通，与第二三极管33连接的发光二极管34就会导通发光；当控制器1输出高电平时，第一三极管31导通，电压跟随器32没有电压信号输入，所以也没有电压信号输出，此时与电压跟随器32连接的第二三极管33不会导通，发光二极管34不会形成回路，也不会导通发光，因此当控制器1输出高低电平时，就会控制发光二极管34闪烁，产生闪烁信号传输信息。

进一步，第一运算放大器221的同相输入端与光电二极管21连接，第一运算放大器221的反相输入端与地连接，第一运算放大器221的输出端与第二运算放大器222的同相输入端连接，第二运算放大器222的反相输入端与地连接，第二运算放大器222的输出端与控制器1连接。

进一步，第一三极管31的基极与控制器1连接，第一三极管31的集电极与电压跟随器32的同相输入端连接，第一三极管31的发射极与地连接，

电压跟随器32的反相输入端与电压跟随器32的输出端连接，电压跟随器32的输出端与第二三极管33的基极连接，第二三极管33的集电极与发光二极管34连接，第二三极管33的发射极与地连接。

本实用新型中的第一运算放大器221的同相输入端与光电二极管21连接，当光电二极管21受光产生电流信号时，电流信号就会通过第一运算放大器221转换为电压信号，电压信号再通过与第一运算放大器221连接的第二运算放大器222进行放大，放大之后的电压信号再传输至控制器1，完成信号的输入过程。

在信号需要输出时，控制器1输出高低电平信号至第一三极管31，通过控制第一三极管31是否导通控制电压跟随器32向第二三极管33输出的电压信号，从而控制第二三极管33是否导通，第二三极管33导通时与其连接的发光二极管34导通发光，第二三极管33不导通时发光二极管34不发光，从而控制发光二极管34产生闪烁信号，实现通信的功能。

进一步，控制器1通过串口通信电路4连接有PC端5，串口通信电路4包括相互连接的收发器41、插接口42，收发器41与控制器1连接，插接口42与PC端5连接。

本实用新型中的控制器1通过串口通信电路4连接有PC端5，串口通信电路4包括相互连接的收发器41、插接口42，收发器41与控制器1连接，插接口42与PC端5连接，因此PC端5就可以通过控制器1连接上网络，实现通过闪烁的光信号上网的功能，使用方便。

进一步，控制器1还连接有下载接口6、复位电路7、晶振电路8。

进一步，控制器1还连接有电源模块9，电源模块9包括电压输入端91，电压输入端91连接有第一电压转换电路92，

电压输入端91与第一运算放大器221、第二运算放大器222、电压跟随器32、发光二极管34均连接，

第一电压转换电路92与控制器1、收发器41、下载接口6、复位电路7均连接。

本实用新型中的控制器1还连接有电源模块9，电源模块9包括电压输入端91，电压输入端91连接有第一电压转换电路92，电压输入端91、第一电压转换电路92对电压进行转换输出，以为电路中的各个模块进行供电，满足电路运行的供电需求，保证本实用新型可以稳定运行。

进一步，控制器1的具体型号为STM32F030F4P6，第一运算放大器221、第二运算放大器222的具体型号均为OPA333，电压跟随器32的具体型号为OPA333，收发器41的具体型号为SP3232。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种室外可见光通信设备，其特征在于，包括控制器(1)，所述控制器(1)连接有信号接收电路(2)、信号发送电路(3)，所述信号接收电路(2)包括光电二极管(21)及与所述光电二极管(21)连接的信号放大电路(22)，所述信号放大电路(22)包括依次连接的第一运算放大器(221)、第二运算放大器(222)，所述第一运算放大器(221)与所述光电二极管(21)连接，所述第二运算放大器(222)与所述控制器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述信号发送电路(3)包括与所述控制器(1)依次连接的第一三极管(31)、电压跟随器(32)、第二三极管(33)、发光二极管(34)，所述发光二极管(34)用于发送光信号。

3.根据权利要求2所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述第一运算放大器(221)的同相输入端与所述光电二极管(21)连接，所述第一运算放大器(221)的反相输入端与地连接，所述第一运算放大器(221)的输出端与所述第二运算放大器(222)的同相输入端连接，所述第二运算放大器(222)的反相输入端与地连接，所述第二运算放大器(222)的输出端与所述控制器(1)连接。

4.根据权利要求3所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述第一三极管(31)的基极与所述控制器(1)连接，所述第一三极管(31)的集电极与所述电压跟随器(32)的同相输入端连接，所述第一三极管(31)的发射极与地连接，

所述电压跟随器(32)的反相输入端与所述电压跟随器(32)的输出端连接，所述电压跟随器(32)的输出端与所述第二三极管(33)的基极连接，所述第二三极管(33)的集电极与所述发光二极管(34)连接，所述第二三极管(33)的发射极与地连接。

5.根据权利要求4所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述控制器(1)通过串口通信电路(4)连接有PC端(5)，所述串口通信电路(4)包括相互连接的收发器(41)、插接口(42)，所述收发器(41)与所述控制器(1)连接，所述插接口(42)与所述PC端(5)连接。

6.根据权利要求5所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述控制器(1)还连接有下载接口(6)、复位电路(7)、晶振电路(8)。

7.根据权利要求6所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述控制器(1)还连接有电源模块(9)，所述电源模块(9)包括电压输入端(91)，所述电压输入端(91)连接有第一电压转换电路(92)，

所述电压输入端(91)与所述第一运算放大器(221)、所述第二运算放大器(222)、所述电压跟随器(32)、所述发光二极管(34)均连接，

所述第一电压转换电路(92)与所述控制器(1)、所述收发器(41)、所述下载接口(6)、所述复位电路(7)均连接。

8.根据权利要求6所述的一种室外可见光通信设备，其特征在于，所述控制器(1)的具体型号为STM32F030F4P6，所述第一运算放大器(221)、所述第二运算放大器(222)的具体型号均为OPA333，所述电压跟随器(32)的具体型号为OPA333，所述收发器(41)的具体型号为SP3232。