[发明专利]一种具有通信功能的LED路灯系统

权利要求书

1.一种具有通信功能的LED路灯系统，包括：LED发射端，用于发射LED可见光，兼起照明和通信功能；LED接收端，用于接收LED发射端发射的可见光信号；以太网介质转换模块，用于将所述接收到的可见光信号转换为现有网络可进行数据交换的以太网帧数据格式；网络终端，可通过以太网介质转换模块提供的上网服务登陆网络；其特征在于，所述LED发射端为LED路灯。

2. 根据权利要求1所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述LED发射端包括信道编码器、数字调制器、驱动电路和可见光光源；所述LED接收端包括光敏元件、调理电路、数字解调器和信道译码器；所述以太网介质转换模块包括光电转换介质芯片，其用于将来自LED接收端的单极性非归零码（NRZ码）转换为双极性CMI码，其中光电转换介质芯片采用ICPLUS公司的IP113ALF芯片，该芯片具备电平极性转换功能，其从外部输入工作时钟信号，在其OSC1和X2引脚之间接入25MHz频率的晶振；所述数字调制器采用采用OOK-RZ (On-Off Keying Return to Zero，开关键控一归零调制)与OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用)对编码信号进行调制；信道编码和调制均在FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)信号处理板上完成；解调和译码也是在一个FPGA处理板上进行；调制和解调电路使用的FPGA均为Altera公司的FPGA EP3CSSF484I7，其内部的调制解调时钟为100MHz。

3. 根据权利要求2所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，控制所述LED发射端可见光光源开关的信号为2FSK（Frequency Shift Keying 频移键控）信号，其基带信号速率为100bps, fl为800Hz,  f2为1000 Hz，所述可见光光源以f1和f2高频率闪烁。

4. 根据权利要求3所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述LED接收端的光敏元件为光电二极管，其响应速度高于f1和f2。

5. 根据权利要求4所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述LED发射端与所述LED接收端之间采用的通信标准为IEEE802.15.7。

6. 根据权利要求4所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，为保证某条光路径被遮挡也不会导致通信终端，该LED路灯系统设计成强度调制/直接探测（MM/DD）系统。

7. 根据权利要求4所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述信道译码器包括高低位分离电路及译码运算电路，所述高低位分离电路用于将接收到的CMI码的高低位进行分离，所述译码运算电路用于对所述CMI码分离后的高低位进行同或运算。

8. 根据权利要求7所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述高低位分离电路设置有若干D触发器，所述D触发器设置有数据输入端D，时钟输入端CLK、反相置位端SD及数据输出端Q，输入的CMI码在时钟CP的作用下被各个D触发器锁存。

9. 根据权利要求4所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述光电二极管是PIN光电二极管或雪崩光电二极管。

10. 根据权利要求9所述的具有通信功能的LED路灯系统，其特征在于，所述以太网介质转换模块与所述网络终端之间的通信协议为蓝牙。