CN220732777U - 近距离可见光通讯电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种近距离可见光通讯电路和电子设备，电路包括：光电转换模块，将接收到的光强信号转换为电压信号，并将电压信号分别输出至偏置电压模块的输入端和比较整形模块的第一输入端；偏置电压模块，将电压信号进行滤波得到直流偏置电压，并将直流偏置电压输出至比较整形模块的第二输入端；比较整形模块，比较电压信号和直流偏置电压，并根据比较结果生成通讯信号。本实用新型的电路接收指示灯发送的光强信号，基于可见光通讯输出需要传递的信息，能够根据可见光光强自适应调整且电路简单因而可靠，厨具上不需要增加任何硬件，简化了操作，信息传输速度快，大为提高了可传递的信息量，可查阅内容丰富。

Description

近距离可见光通讯电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子通信技术领域，特别涉及一种近距离可见光通讯电路和电子设备。

背景技术

目前，厨具在检修时进行问题定位、或其它信息的传递调取，一般是通过显示屏、Wi-Fi(一种无线通信方式)、蓝牙等手段传递，需要特定硬件(显示屏、无线模块等)支持，硬件成本高。对于没有显示屏或无线模块(Wi-Fi、蓝牙等)的厨具以及无法使用显示屏、无线模块的应用场景，通常采取拆机后有线连接控制器的方式读取相关内容信息，操作繁琐麻烦；也有通过厨具的指示灯传递信息，即采用不同闪烁频率、不同闪烁间隔时长或不同指示灯组合亮灭等方法向人眼输出故障信息，但所能输出的信息极其有限、无法详尽。

可以通过指示灯传递信息来解除上述问题，对于厨具通过指示灯传递信息的场景，缺乏合适的近距离可见光通讯电路来接收指示灯传递的信息。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中缺乏合适的近距离可见光通讯电路来接收指示灯传递的信息的缺陷，提供一种近距离可见光通讯电路和电子设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种近距离可见光通讯电路，所述近距离可见光通讯电路包括：光电转换模块、偏置电压模块和比较整形模块；

所述光电转换模块用于将接收到的光强信号转换为电压信号，并将所述电压信号分别输出至所述偏置电压模块的输入端和所述比较整形模块的第一输入端；

所述偏置电压模块用于将所述电压信号进行滤波得到直流偏置电压，并将所述直流偏置电压输出至所述比较整形模块的第二输入端；其中，所述直流偏置电压处于所述电压信号的峰值和谷值之间；

所述比较整形模块用于比较所述电压信号和所述直流偏置电压，并根据比较结果生成通讯信号。

较佳地，所述直流偏置电压处于所述峰值和所述谷值的中值的预设范围内。

较佳地，所述光强信号的单次亮灭状态的持续时长为1个单位时长，对应的比特位为“0”；

所述单次亮灭状态的持续时长为2个单位时长，对应的比特位为“1”。

较佳地，所述单次亮灭状态的持续时长为4个单位时长，对应的比特位为“启/停”位。

较佳地，所述光电转换模块包括：光电接收二极管和第一电阻；

所述光电接收二极管的负极与电源电压电连接，所述光电接收二极管的正极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地；

所述光电接收二极管的正极输出所述电压信号。

较佳地，所述偏置电压模块包括：第二电阻和第一电容；

所述第二电阻的第一端接收所述电压信号，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第二端输出所述直流偏置电压。

较佳地，所述比较整形模块包括：比较器和第三电阻；

以所述比较器的反相输入端作为所述比较整形模块的第一输入端，以所述比较器的正相输入端作为所述比较整形模块的第二输入端，所述第三电阻的第一端与电源电压电连接，所述第三电阻的第二端与所述比较器的输出端电连接；

所述比较器的输出端输出所述通讯信号。

较佳地，当接收的所述光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的高电平编码比特位“1”时，所述电压信号的直流分量的最大值DCmax采用以下公式表示：

DCmax＝(2*峰值+谷值)/3＝(峰值+谷值)/2+(峰值-谷值)/6；

当接收的所述光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的谷值编码比特位“1”时，所述电压信号的直流分量的最小值DCmin采用以下公式表示：

DCmin＝(峰值+2*谷值)/3＝(峰值+谷值)/2-(峰值-谷值)/6。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括前述的近距离可见光通讯电路。

本实用新型的积极进步效果在于：利用厨具本身具有的指示灯作为可见光源，利用近距离可见光通讯电路接收指示灯发送的光强信号，基于可见光通讯输出需要传递的信息，近距离可见光通讯电路能够根据可见光光强自适应调整且电路简单因而可靠，厨具上不需要增加任何硬件，同时，相较于有线传输方式，简化了操作；相较于指示灯直接向人眼传递信息的方式，信息传输速度快，大为提高了可传递的信息量，可查阅内容丰富。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的近距离可见光通讯电路的结构图。

图2为本实用新型的实施例1的近距离可见光通讯电路的接收数据示例。

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种近距离可见光通讯电路，参照图1，近距离可见光通讯电路包括：光电转换模块1、偏置电压模块2和比较整形模块3。

光电转换模块1用于将接收到的光强信号转换为电压信号Uin，并将电压信号Uin分别输出至偏置电压模块2的输入端和比较整形模块3的第一输入端。

偏置电压模块2用于将电压信号Uin进行滤波得到直流偏置电压DCbias，并将直流偏置电压DCbias输出至比较整形模块3的第二输入端。其中，直流偏置电压DCbias处于电压信号Uin的峰值和谷值之间。

比较整形模块3用于比较电压信号Uin和直流偏置电压DCbias，并根据比较结果生成通讯信号Out。

其中，偏置电压模块2可以采用低通滤波电路以过滤得到电压信号Uin的直流分量部分，即直流偏置电压DCbias。

比较整形模块3生成的通讯信号Out直接进MCU(微控制单元)的数字输入端口进行解析。

本实施例利用厨具本身具有的指示灯作为可见光源，利用近距离可见光通讯电路接收指示灯发送的光强信号，基于可见光通讯输出需要传递的信息，近距离可见光通讯电路能够根据可见光光强自适应调整且电路简单因而可靠，厨具上不需要增加任何硬件，同时，相较于有线传输方式，简化了操作；相较于指示灯直接向人眼传递信息的方式，信息传输速度快，大为提高了可传递的信息量，可查阅内容丰富。

具体实施时，直流偏置电压DCbias处于峰值和谷值的中值的预设范围内。

其中，由于比较器输出反转需要输入反转达到一定的值，这个值一般很小，如10mV(毫伏)，因此直流偏置电压DCbias越接近电压信号Uin的峰值和谷值的中值时，越能发挥电路的灵敏度。

针对这种情况，可以根据以电压信号Uin的电平持续时长编码数据的比特位。

具体实施时，参照图2，光强信号的单次亮灭状态的持续时长为1个单位时长(T)，对应的比特位为“0”。

单次亮灭状态的持续时长为2个单位时长(2T)，对应的比特位为“1”。

其中，2T时长的灭和2T时长的亮都表示“1”，1T时长的灭和1T时长的亮都表示“0”。

具体实施时，参照图2，单次亮灭状态的持续时长为4个单位时长(4T)，对应的比特位为“启/停”位。

其中，只要没有内容需要发送，就一直发送“启/停”位，用来保证直流偏置电压始终接近高电平(Uin的峰值)和低电平(Uin的谷值)的正中间。同时，接收端软件也可以根据“启/停”位重置下一次接收。

具体实施时，参照图1，光电转换模块1包括：光电接收二极管D1和第一电阻R1。

光电接收二极管D1的负极与电源电压电连接，光电接收二极管D1的正极与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端接地。

光电接收二极管D1的正极输出电压信号Uin。

具体实施时，参照图1，偏置电压模块2包括：第二电阻R2和第一电容C1。

第二电阻R2的第一端接收电压信号Uin，第二电阻R2的第二端与第一电容C1的第一端电连接，第一电容C1的第二端接地。

第二电阻R2的第二端输出直流偏置电压DCbias。

其中，第二电阻R2和第一电容C1构成低通滤波电路，会在第一电容C1两端取出第一电阻R1两端的电压信号Uin的直流分量部分，即直流偏置电压DCbias。DCbias的稳定值介于Uin的峰值和谷值之间，将直流偏置电压DCbias作为比较整形模块3的一个输入，可以实现直流偏置电压随环境光及发射光强度自动调整。

具体实施时，参照图1，比较整形模块3包括：比较器CMP和第三电阻R3。

以比较器CMP的反相输入端作为比较整形模块3的第一输入端，以比较器CMP的正相输入端作为比较整形模块3的第二输入端，第三电阻R3的第一端与电源电压电连接，第三电阻R3的第二端与比较器CMP的输出端电连接。

比较器CMP的输出端输出通讯信号Out。

具体实施时，由于光强信号的单次亮灭状态的持续时长为1个单位时长，对应的比特位为“0”，并且单次亮灭状态的持续时长为2个单位时长，对应的比特位为“1”，可以通过传递特定编码的特定数据来通过测量数据得到电压信号Uin的直流分量的最大值DCmax以及最小值DCmin。

当接收的光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的高电平编码比特位“1”时，电压信号Uin的直流分量的最大值DCmax采用以下公式表示：

DCmax＝(2*峰值+谷值)/3＝(峰值+谷值)/2+(峰值-谷值)/6。

当接收的光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的谷值编码比特位“1”时，电压信号Uin的直流分量的最小值DCmin采用以下公式表示：

DCmin＝(峰值+2*谷值)/3＝(峰值+谷值)/2-(峰值-谷值)/6。

实施例2

本实施例提供一种电子设备，电子设备包括实施例1中的近距离可见光通讯电路。

本实施例利用厨具本身具有的指示灯作为可见光源，利用近距离可见光通讯电路接收指示灯发送的光强信号，基于可见光通讯输出需要传递的信息，近距离可见光通讯电路能够根据可见光光强自适应调整且电路简单因而可靠，厨具上不需要增加任何硬件，同时，相较于有线传输方式，简化了操作；相较于指示灯直接向人眼传递信息的方式，信息传输速度快，大为提高了可传递的信息量，可查阅内容丰富。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述近距离可见光通讯电路包括：光电转换模块、偏置电压模块和比较整形模块；

所述光电转换模块用于将接收到的光强信号转换为电压信号，并将所述电压信号分别输出至所述偏置电压模块的输入端和所述比较整形模块的第一输入端；

所述偏置电压模块用于将所述电压信号进行滤波得到直流偏置电压，并将所述直流偏置电压输出至所述比较整形模块的第二输入端；其中，所述直流偏置电压处于所述电压信号的峰值和谷值之间；

所述比较整形模块用于比较所述电压信号和所述直流偏置电压，并根据比较结果生成通讯信号。

2.如权利要求1所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述直流偏置电压处于所述峰值和所述谷值的中值的预设范围内。

3.如权利要求1所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述光强信号的单次亮灭状态的持续时长为1个单位时长，对应的比特位为“0”；

所述单次亮灭状态的持续时长为2个单位时长，对应的比特位为“1”。

4.如权利要求3所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述单次亮灭状态的持续时长为4个单位时长，对应的比特位为“启/停”位。

5.如权利要求1所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述光电转换模块包括：光电接收二极管和第一电阻；

所述光电接收二极管的负极与电源电压电连接，所述光电接收二极管的正极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接地；

所述光电接收二极管的正极输出所述电压信号。

6.如权利要求1所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述偏置电压模块包括：第二电阻和第一电容；

所述第二电阻的第一端接收所述电压信号，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第二端输出所述直流偏置电压。

7.如权利要求1所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，所述比较整形模块包括：比较器和第三电阻；

以所述比较器的反相输入端作为所述比较整形模块的第一输入端，以所述比较器的正相输入端作为所述比较整形模块的第二输入端，所述第三电阻的第一端与电源电压电连接，所述第三电阻的第二端与所述比较器的输出端电连接；

所述比较器的输出端输出所述通讯信号。

8.如权利要求3所述的近距离可见光通讯电路，其特征在于，当接收的所述光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的高电平编码比特位“1”时，所述电压信号的直流分量的最大值DCmax采用以下公式表示：

DCmax＝(2*峰值+谷值)/3＝(峰值+谷值)/2+(峰值-谷值)/6；

当接收的所述光强信号表征“1010”二进制数据并且采用2个单位时长的谷值编码比特位“1”时，所述电压信号的直流分量的最小值DCmin采用以下公式表示：

DCmin＝(峰值+2*谷值)/3＝(峰值+谷值)/2-(峰值-谷值)/6。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-8中任一项所述的近距离可见光通讯电路。