CN213846676U - 一种基于lifi技术的通讯装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于LIFI技术的通讯装置，涉及信息传输技术，旨在解决脉冲宽度在信号发生变化时影响脉冲宽度，从而影响LED的闪烁，影响数据的传输精度的问题,其技术方案要点是：包括无线模块、USB收发模块、通讯开关电路、双路高速MOSFET驱动器以及照明电路,USB收发模块，接收无线信号以收发信号源发送的数据信号，所述数据信号包括请求发送指令和数据终端发送指令；无线模块，与USB收发模块连接，接收数据信号以输出为数字信号的脉冲信号。本实用新型通过连接在无线模块和照明电路之间的高效双路MOSFET驱动器，减小低电平上升的时间，提高脉冲宽度的稳定性，从而减小对照明电路中LED闪烁的影响，提高LIFI技术中传输信息的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及信息传输技术，更具体地说，它涉及一种基于LIFI技术的通讯装置。
背景技术
LIFI(Light Fidelity)光保真技术，又称为可见光无线通信，该技术是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线传输技术。LIFI通过在LED上植入一个微小的芯片，利用电信号控制发光二极管(LED)发出肉眼看不到的高速闪烁信号来传输信息，这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接只要在室内开启电灯，无需WIFI也可接入互联网。
现有的数据通讯均采用数字信号进行传输，且通过串口通信的方式，将数据以脉冲的方式进行传输，在通过LIFI技术进行传导时，脉冲信号通过LED上植入的芯片，控制LED的高速闪烁，但脉冲信号中低电平转换为高电平常视为理想状态，实际上低电平向高电平转变时，存在较大电平上升时间，而这上升时间会对脉冲信号的脉冲宽度造成影响，从而影响LED的闪烁，影响数据的传输精度。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于LIFI技术的通讯装置，通过连接在无线模块和照明电路之间的高效双路MOSFET驱动器，减小低电平上升的时间，从而减小脉冲信号在输送时脉冲宽度对照明电路中LED闪烁的影响，提高LIFI技术中通过二极管发出高速闪烁信号以传输信息的准确性。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于LIFI技术的通讯装置，包括无线模块、USB收发模块、通讯开关电路、双路高速MOSFET驱动器以及照明电路；
USB收发模块，接收无线信号以收发信号源发送的数据信号，所述数据信号包括请求发送指令和数据终端发送指令；
无线模块，与USB收发模块连接，接收数据信号以输出为数字信号的脉冲信号；
通讯开关电路，与无线模块和USB收发模块连接，同时响应于请求发送指令和发送数据终端发送指令以导通USB收发模块和无线模块；
双路高速MOSFET驱动器，与无线模块和照明电路连接，响应于脉冲信号以调制供给照明电路的脉冲信号的脉宽。
通过采用上述技术方案，通过USB收发模块接收无线信号从信号源获取数据信号，并且通过通讯开关电路对USB收发模块输出的请求发送指令进行检测，在同时接收请求发送指令和数据终端发送指令，实现数据信号输送给无线模块转换为脉冲信号，并且通过连接在无线模块和照明电路之间的高效双路MOSFET驱动器，减小低电平上升的时间，从而减小脉冲信号在输送时脉冲宽度对照明电路中LED闪烁的影响，提高LIFI技术中通过二极管发出高速闪烁信号以传输信息的准确性。
本实用新型进一步设置为：所述通讯开关电路包括第一开关三极管和第二开关三极管，所述第一开关三极管的发射极连接第二开关三极管的基极，所述第二开关三极管的发射极连接第一开关三极管的基极，所述第一开关三极管的基极连接USB收发模块用以传输数据终端发送指令，所述第二开关三极管的基极与USB收发模块连接用以接收请求发送指令。
通过采用上述技术方案，通过选用第一开关三极管和第二开关三极管的设置，利用三极管的导通截止的性能，起到开关的作用，进而实现在接收请求发送指令时，导通第二开关三极管，并在接收数据终端发送指令时，导通第一开关三极管，实现无线模块和USB收发模块的通讯。
本实用新型进一步设置为：所述USB收发模块包括基于芯片CP2102的USB收发器，所述USB收发器的RTS端与第二开关三极管的基极连接，所述USB收发器DTR端与第一开关三极管的基极连接，所述第一开关三极管和第二开关三极管的集电极分别与无线模块连接。
通过采用上述技术方案，选用芯片CP2102的USB收发器，具有较高的集成度，实现USB转串口通信，并且通信速率可达1Mbps，具有良好的数据转换传导能力。
本实用新型进一步设置为：所述双路高速MOSFET驱动器基于芯片ISL55110，所述芯片ISL55110的INA端连接无线模块用以接收脉冲信号，所述芯片ISL55110的OA端连接有基于场效应管的电压放大电路。
通过采用上述技术方案，芯片ISL55110具有宽输出电压范围和低导通电阻，能够以快速的上升和下降时间来驱动各种电阻性和电容性负载，从而在为脉冲的数字信号经芯片ISL55110输送给照明电路时，具有脉冲宽度更加稳定，提高数据传输的准确性和精度。
本实用新型进一步设置为：所述场效应管的漏极串联照明电路至电源，所述照明电路包括发光二极管和与发光二极管并联的单向二极管，所述单向二极管的两端并联有缓冲电感。
通过采用上述技术方案，通过场效应管与照明电路连接，在脉冲信号传输至照明电路时，能稳定的驱动照明电路发出亮光，并通过单向二极管以及缓冲电感的设置，能阻碍电流的变化，提高照明电路中LED照明的效果。
本实用新型进一步设置为：还包括电源模块，所述电源模块与无线模块、USB收发模块、双路高效MOSFET驱动器以及照明电路连接，以输出12V电压和3.3V电压。
通过采用上述技术方案，通过设置电源模块能将市电转换为12V电压和3.3V电压，能供给无线模块和双路高效MOSFET驱动器稳定的工作，提高数据传输的精度。
本实用新型进一步设置为：所述电源模块包括电感降压电路、一级稳压电路和二级稳压电路，所述一级稳压电路与电感降压电路连接，以输出用于驱动双路高效MOSFET驱动器的12V电压，所述二级稳压电路与一级稳压电路连接，用以输出供给无线模块和USB收发模块的3.3V电压。
通过采用上述技术方案，分别通过相连的一级稳压电路和二级稳压电路依次进行稳压，能分别输出12V和3.3V的电压作为独立电源，供给双路高效MOSFET驱动器与无线模块稳定的工作。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
通过USB收发模块接收无线信号从信号源获取数据信号，并且通过通讯开关电路对USB收发模块输出的请求发送指令进行检测，在同时接收请求发送指令和数据终端发送指令，实现数据信号输送给无线模块转换为脉冲信号，并且通过连接在无线模块和照明电路之间的高效双路MOSFET驱动器，减小低电平上升的时间，从而减小脉冲信号在输送时脉冲宽度对照明电路中LED闪烁的影响，提高LIFI技术中通过二极管发出高速闪烁信号以传输信息的准确性。
附图说明
图1为本实用新型中无线模块的电路原理图；
图2为本实用新型中USB收发模块的电路原理图；
图3为本实用新型中双路高速MOSFET驱动器的电路原理图；
图4为本实用新型中通讯开关电路的电路原理图；
图5为本实用新型中复位电路的电路原理图；
图6为本实用新型中一级稳压电路的电路原理图；
图7为本实用新型中二级稳压电路的电路原理图。
图中：1、无线模块；2、USB收发模块；3、通讯开关电路；4、双路高速MOSFET驱动器；5、照明电路；6、电压放大电路；7、电源模块；8、电感降压电路；9、一级稳压电路；10、二级稳压电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
一种基于LIFI技术的通讯装置，如图1至图4所示，包括无线模块1、USB收发模块2、通讯开关电路3、双路高速MOSFET驱动器4以及照明电路5，USB收发模块2接收无线信号以收发信号源发送的数据信号，其中数据信号包括请求发送指令和数据终端发送指令，而无线模块1与USB收发模块连接，接收数据信号以输出为数字信号的脉冲信号，通讯开关电路3与无线模块1和USB收发模块2连接，同时响应于请求发送指令和发送数据终端发送指令以导通USB收发模块2和无线模块1，双路高速MOSFET驱动器4与无线模块1和照明电路5连接，响应于脉冲信号以调制供给照明电路5的脉冲信号的脉宽。
如图6和图7所示，还包括电源模块7，电源模块7与无线模块1、USB收发模块2、双路高效MOSFET驱动器4以及照明电路5连接，以输出12V电压和3.3V电压，具体的，电源模块7包括电感降压电路8、一级稳压电路9和二级稳压电路10，一级稳压电路9与电感降压电路8连接，以输出用于驱动双路高效MOSFET驱动器4的12V电压，二级稳压电路10与一级稳压电路连接，用以输出供给无线模块1和USB收发模块2的3.3V电压，在本实施例中，一级稳压电路9为基于LM2596S-12的稳压芯片，二级稳压电路10基于NCP1117ST33T3G的三端稳压器，并且一级稳压电路9的输出端与二级稳压电路10的输入端之间连接稳压二极管D4。
如图4所示，通讯开关电路3包括第一开关三极管Q3和第二开关三极管Q4，第一开关三极管Q3的发射极连接第二开关三极管Q4的基极，第二开关三极管Q4的发射极连接第一开关三极管Q3的基极，第一开关三极管Q3的基极连接USB收发模块2用以传输数据终端发送指令，第二开关三极管Q4的基极与USB收发模块2连接用以接收请求发送指令。
如图2所示，USB收发模块2包括基于芯片CP2102的USB收发器，USB收发器的RTS端与第二开关三极管Q4的基极连接，USB收发器DTR端与第一开关三极管Q3的基极连接，第一开关三极管Q3和第二开关三极管Q4的集电极分别与无线模块1连接，并且USB收发器的VBUS端连接电容C10后接地，且电容C10与VBUS端的连接点连接USB接口的供电端。
如图1和图3所示，双路高速MOSFET驱动器4基于芯片ISL55110，芯片ISL55110的INA端连接无线模块1用以接收脉冲信号，芯片ISL55110的OA端连接有基于场效应管Q1的电压放大电路6，其中，无线模块1为基于芯片ESP32-MODULE，其中芯片ESP32-MODULE包含WiFi单元以及蓝牙单元，并且芯片ESP32-MODULE的IO22端连接有复位电路，且芯片ESP32-MODULE的TXD0端和RXD0端分别与USB收发器的TXD0端和RXD0端连接，实现数据的传输，而从而芯片ESP32-MODULE的IO16端输出脉冲信号给双路高效MOSFET驱动器4。
如图3所示，电压放大电路6连接在照明电路5和双路高效MOSFET驱动器4之间，其中场效应管Q1的漏极串联照明电路5至电源，照明电路5包括发光二极管LED和与发光二极管LED并联的单向二极管D5，单向二极管D5的两端并联有缓冲电感。
工作过程：对通讯装置进行供电，通过电源模块7中电感降压电路8对供给的电源进行降压操作，将40V的电压进行降压，然后经过基于LM2596S-12芯片的一级稳压电路9能稳定输出为12V的电压供给双路高效MOSFET驱动器4，并通过基于NCP1117ST33T3G型号三端稳压器的第二稳压电路将12V电压转换为3.3V电压供给无线模块1和USB收发模块2，驱动通讯装置的正常工作。
基于芯片ESP32-MODULE的无线模块1与USB收发模块2连接，在无线模块1接收网络通讯设备例如无线路由器传输的数据信号，并向USB收发模块2输送，通过无线模块1的IO0端向通讯开关电路3中的第二开关三极管Q4的集电极连接，通过USB收发模块2的RTS端输出高电平的请求发送指令，使得第二开关三极管Q4导通，使得第一开关三极管Q3发射极输出的数据信号输送至USB收发模块2的DTR端，以传输数据终端发送指令，并且使第二开关三极管Q4导通，使得无线模块1的EN端使能实现无线模块1与USB收发模块2的信息通讯，且无线模块1的DTAD端输出脉冲信号至双路高效MOSFET驱动器4，减小低电平上升的时间，从而减小脉冲信号在输送时脉冲宽度对照明电路5中LED闪烁的影响，提高LIFI技术中通过二极管发出高速闪烁信号以传输信息的准确性，通过LED高频的闪烁，通过LIFI技术实现数据的通讯。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：包括无线模块(1)、USB收发模块(2)、通讯开关电路(3)、双路高速MOSFET驱动器(4)以及照明电路(5)；
USB收发模块(2)，接收无线信号以收发信号源发送的数据信号，所述数据信号包括请求发送指令和数据终端发送指令；
无线模块(1)，与USB收发模块(2)连接，接收数据信号以输出为数字信号的脉冲信号；
通讯开关电路(3)，与无线模块(1)和USB收发模块(2)连接，同时响应于请求发送指令和发送数据终端发送指令以导通USB收发模块(2)和无线模块(1)；
双路高速MOSFET驱动器(4)，与无线模块(1)和照明电路(5)连接，响应于脉冲信号以调制供给照明电路(5)的脉冲信号的脉宽。
2.根据权利要求1所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：所述通讯开关电路(3)包括第一开关三极管和第二开关三极管，所述第一开关三极管的发射极连接第二开关三极管的基极，所述第二开关三极管的发射极连接第一开关三极管的基极，所述第一开关三极管的基极连接USB收发模块(2)用以传输数据终端发送指令，所述第二开关三极管的基极与USB收发模块(2)连接用以接收请求发送指令。
3.根据权利要求2所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：所述USB收发模块(2)包括基于芯片CP2102的USB收发器，所述USB收发器的RTS端与第二开关三极管的基极连接，所述USB收发器DTR端与第一开关三极管的基极连接，所述第一开关三极管和第二开关三极管的集电极分别与无线模块(1)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：所述双路高速MOSFET驱动器(4)基于芯片ISL55110，所述芯片ISL55110的INA端连接无线模块(1)用以接收脉冲信号，所述芯片ISL55110的OA端连接有基于场效应管的电压放大电路(6)。
5.根据权利要求4所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：所述场效应管的漏极串联照明电路(5)至电源，所述照明电路(5)包括发光二极管和与发光二极管并联的单向二极管，所述单向二极管的两端并联有缓冲电感。
6.根据权利要求1所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：还包括电源模块(7)，所述电源模块(7)与无线模块(1)、USB收发模块(2)、双路高效MOSFET驱动器(4)以及照明电路(5)连接，以输出12V电压和3.3V电压。
7.根据权利要求6所述的一种基于LIFI技术的通讯装置，其特征在于：所述电源模块(7)包括电感降压电路(8)、一级稳压电路(9)和二级稳压电路(10)，所述一级稳压电路(9)与电感降压电路(8)连接，以输出用于驱动双路高效MOSFET驱动器(4)的12V电压，所述二级稳压电路(10)与一级稳压电路(9)连接，用以输出供给无线模块(1)和USB收发模块(2)的3.3V电压。
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| CN202023283676.6U CN213846676U (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种基于lifi技术的通讯装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116209111A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-06-02 | 无锡宇宁智能科技有限公司 | 手电筒灯开关控制电路及对应的手持式设备 |
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