CN215378921U - 一种红外线通信模块 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种红外线通信模块，包括：红外线接收电路、红外线发射电路以及控制模块；红外线接收电路包括光电转换电路、信号放大电路以及比较器，其中，光电转换电路的输出端与信号放大电路的输入端连接，信号放大电路的输出端与比较器的输入端连接，比较器的输出端与控制模块的输入端连接；红外线发送电路包括电源模块、红外LED电路以及脉冲宽度变调PWM控制电路，其中，控制模块的输出端与PWM控制电路的输入端连接，PWM控制电路的输出端与红外LED电路的一端连接，红外LED电路的另一端与电源模块连接。本公开的红外线通信模块，结构简单，元器件较少，体积较小；在进行信息交互时，传输速率高，传输的数据量大，稳定性高。

Description

一种红外线通信模块

技术领域

本公开的实施例一般涉及红外线通信技术领域，并且更具体地，涉及一种红外线通信模块。

背景技术

光学定位跟踪系统是一种位置追踪技术，可以应用在医疗、无人机以及无人车等领域内。其中，光学定位跟踪系统通过探针作为定位器，探针中具有红外线通信电路，将探针放置于被跟踪的目标物体上，以此来获得被跟踪的目标物体的位置。另外，探针还可以用作信息交互的工具。

当前光学定位跟踪系统探针中的红外线通信电路存在体积较大、通信不稳定、传输速率慢以及传输数据量小等问题，在使用过程中带来许多不便。

实用新型内容

根据本公开的实施例，提供了一种红外线通信模块。

本公开提供了一种红外线通信模块，包括：

红外线接收电路、红外线发射电路以及控制模块；

所述红外线接收电路包括光电转换电路、信号放大电路以及比较器，其中，所述光电转换电路的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述控制模块的输入端连接；

所述红外线发送电路包括电源模块、红外LED电路以及脉冲宽度变调PWM控制电路，其中，所述控制模块的输出端与所述PWM控制电路的输入端连接，所述PWM控制电路的输出端与所述红外LED电路的一端连接，所述红外LED电路的另一端与所述电源模块连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述光电转换电路为TEMD5110X01光电器件，用于将红外信号转换为差分信号。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述信号放大电路为交流耦合放大电路，用于阻断所述光电转换电路输出的差分信号中的直流干扰信号。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述比较器为TLV3201AIDCKR器件，用于判断信号放大电路输出的差分信号的变化状态，并将该差分信号转换为高低电平信号。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电源模块包括直流电源和电阻R2，所述直流电源输出9V电压，所述直流电源与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述红外LED电路的一端连接，通过改变所述电阻R2的阻值调整所述红外LED电路的亮度。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述红外LED电路包括一个或多个红外LED，其中，所述多个红外LED串联连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述PWM控制电路包括电阻R3、电阻R4和MOS管Q1，其中，所述控制模块的输出端分别与所述电阻R3和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端与MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R4的另一端与MOS管Q1的源极连接，所述红外LED电路的另一端与所述MOS管Q1的漏极连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制模块为MCU处理器；

在进行信号接收时，所述MCU处理器用于接收所述比较器输出的高低电平信号后，基于所述高低电平信号对所述红外信号进行解码；

在进行信号发送时，所述MCU处理器用于输出高低电平信号，进而控制所述红外LED电路的工作状态。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

本公开的一种红外线通信模块，结构简单，体积较小，在进行信息交互时，传输速率高，传输的数据量大，可以但不限于应用在光学定位跟踪系统中的探针上，能够大大缩小探针的体积。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本公开实施例的红外线通信模块的电路图；

图2示出了本公开实施例的红外线通信模块的电路图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开实施例的一种红外线通信模块，可以对接收的红外线信号进行处理，并通过控制单元进行解码，还可以使控制单元输出高低电平，进而控制红外LED电路的工作状态，实现对红外线信号编码。根据本公开实施例的一种红外线通信模块，不仅结构简单，体积较小，在进行信息交互时，传输速率高，传输的数据量大，可以但不限于应用在光学定位跟踪系统中的探针上，能够大大缩小探针的体积。

本公开实施例的一种红外线通信模块，如图1所示，包括：红外线接收电路110、红外线发射电路120以及控制模块130；

具体的，红外线接收电路110包括光电转换电路1101、信号放大电路1102以及比较器1103，其中，光电转换电路1101的输出端与信号放大电路1102的输入端连接，信号放大电路1102的输出端与比较器1103的输入端连接，比较器1103的输出端与控制模块130的输入端连接；

红外线发送电路120包括电源模块1201、红外LED电路1202以及脉冲宽度变调PWM控制电路1203，其中，控制模块130的输出端与PWM控制电路1203的输入端连接，PWM控制电路1203的输出端与红外LED电路1202的一端连接，红外LED电路1202的另一端与电源模块1201连接。

本公开实施例中，在进行信号接收时，通过光电转换电路1101接收红外线发射源发射的红外信号，并将红外信号转换为电信号，需要说明的是，本公开实施例的电信号以差分信号的方式传输。如图2所示，为本公开实施例一种红外线通信模块的电路图，本公开实施例的光电转换电路1101可以但不限于为TEMD5110X01光电器件，用于将红外信号转换为差分信号。其中，TEMD5110X01光电器件包括电源、电阻R5、电阻R7、电阻R11、二极管D5、电容C4、电容C8以及电容C12。其中，上述电阻的阻值、电容的电容量、电源的电压值以及上述各元器件的的连接方式均在图2中示出，其中，对于电阻的阻值、电容的电容量以及电源的电压值，本领域技术人员可以根据实际需求进行设定，在此不做赘述。

本公开实施例中，信号放大电路1102为交流耦合放大电路，用于阻断光电转换电路输出的差分信号中的直流干扰信号。如图2所示，本公开实施例的信号放大电路1102可以但不限于为THS4520RGTR器件，THS4520RGTR器件包括电源、集成电路U1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R1、电阻R6、电阻R8、电阻R9以及电阻R10。上述电阻的电阻值、电容的电容量、电源的电压值，以及上述各元器件的连接方式均在图2中示出，其中，对于电阻的阻值、电容的电容量以及电源的电压值，本领域技术人员可以根据实际需求进行设定，在此不再赘述。

本公开实施例中，比较器1103用于判断信号放大电路输出的差分信号的变化状态，并将该差分信号快速转换为高低电平信号。可选的，比较器可以但不限于为TLV3201AIDCKR器件，TLV3201AIDCKR器件的具体结构在图2中示出，在此不再赘述。

本公开实施例中，电源模块1201包括直流电源和电阻R2，直流电源输出9V电压，直流电源与所述电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与红外LED电路的一端连接，通过改变电阻R2的阻值调整红外LED电路的亮度。这样可以动态调整红外LED电路的亮度，以适应实际场景中对红外LED亮度的不同要求。

本公开实施例中，红外LED电路1202包括一个或多个红外LED，其中，多个红外LED串联连接。同样的，数量不同，红外LED电路1202的亮度也会有所不同，本领域技术人员可以根据实际需求设定红外LED的数量。而多个红外LED串联连接，使得在对亮度有敏感要求的场景下，有效保障工作亮度的一致性。具体的，本公开实施例的红外LED可以但不限于为SFH4250器件，包括D1、D2、D3和D4，红外LED电路1202的结构已在图2中示出，在此不做赘述。

本公开实施例中，PWM控制电路1203包括电阻R3、电阻R4和MOS管Q1，其中，所述控制模块的输出端分别与电阻R3和电阻R4的一端连接，电阻R3的另一端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R4的另一端与MOS管Q1的源极连接，红外LED电路的另一端与所述MOS管Q1的漏极连接。可选的，本申请的MOS管为N沟道MOS管，可以但不限于为RTR040N03器件。上述电阻的阻值以及元器件的连接方式已在图2中示出，其中，对于电阻的阻值，本领域技术人员可以根据实际需求进行设定，在此不做赘述。本公开实施例中，控制模块为MCU处理器；在进行信号接收时，所述MCU处理器用于接收所述比较器输出的高低电平信号后，基于所述高低电平信号对所述红外信号进行解码；在进行信号发送时，所述MCU处理器用于输出高低电平信号，进而控制所述红外LED电路的工作状态。具体的，当MCU处理器输出高电平时MOS管Q1导通，红外LED灯亮；MCU输出低电平时MOS管Q1截止，红外LED等灭。

MCU可以但不限于为STM32F103器件，MCU的结构以及与其它电路或模块的连接方式均在图2中示出，在此不做赘述。需要说明的是，本公开实施例的红外线接收电路的灵敏性较高，可能采集到同一红外线通信模块发送的红外信号，此时，本公开实施例的红外线通信模块可以设置在发送红外信号时，红外线接收电路不接受其他红外信号，或者将接收到的红外信号丢弃，作为另一种可选的实施方式，控制模块可以对同一时间发送和接收的红外信号进行判断，若相同则将接收到的红外信号丢弃。

本公开实施例的一种红外线通信模块，结构简单，元器件较少，体积较小；红外线接收电路的信号放大电路采用交流耦合电路，可以有效阻断低频杂波的干扰，提高通信过程的稳定性和传输速率；并且本公开实施例的红外LED功率较高，可以有效增强传递距离。

由于本公开的红外线通信模块的结构简单，体积较小，便于小型化的产品设计，可以但不限于应用在光学定位跟踪系统的探针上，以此方式，能够极大缩小探针的体积，增加探针的通信传输速率和传输数据量。

本领域技术人员应当理解，尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (8)

1.一种红外线通信模块，其特征在于，包括：

红外线接收电路、红外线发射电路以及控制模块；

所述红外线接收电路包括光电转换电路、信号放大电路以及比较器，其中，所述光电转换电路的输出端与所述信号放大电路的输入端连接，所述信号放大电路的输出端与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述控制模块的输入端连接；

所述红外线发送电路包括电源模块、红外LED电路以及脉冲宽度变调PWM控制电路，其中，所述控制模块的输出端与所述PWM控制电路的输入端连接，所述PWM控制电路的输出端与所述红外LED电路的一端连接，所述红外LED电路的另一端与所述电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的红外线通信模块，其特征在于，所述光电转换电路为TEMD5110X01光电器件，用于将红外信号转换为差分信号。

3.根据权利要求1所述的红外线通信模块，其特征在于，所述信号放大电路为交流耦合放大电路，用于阻断所述光电转换电路输出的差分信号中的直流干扰信号。

4.根据权利要求1所述的红外线通信模块，其特征在于，所述比较器为TLV3201AIDCKR器件，用于判断信号放大电路输出的差分信号的变化状态，并将该差分信号转换为高低电平信号。

5.根据权利要求1所述的红外线通信模块，其特征在于，所述电源模块包括直流电源和电阻R2，所述直流电源输出9V电压，所述直流电源与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述红外LED电路的一端连接，通过改变所述电阻R2的阻值调整所述红外LED电路的亮度。

6.根据权利要求1或5任一所述的红外线通信模块，其特征在于，所述红外LED电路包括一个或多个红外LED，其中，所述多个红外LED串联连接。

7.根据权利要求1或5所述的红外线通信模块，其特征在于，所述PWM控制电路包括电阻R3、电阻R4和MOS管Q1，其中，所述控制模块的输出端分别与所述电阻R3和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端与MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R4的另一端与MOS管Q1的源极连接，所述红外LED电路的另一端与所述MOS管Q1的漏极连接。

8.根据权利要求2所述的红外线通信模块，其特征在于，所述控制模块为MCU处理器；

在进行信号接收时，所述MCU处理器用于接收所述比较器输出的高低电平信号后，基于所述高低电平信号对所述红外信号进行解码；

在进行信号发送时，所述MCU处理器用于输出高低电平信号，进而控制所述红外LED电路的工作状态。

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