[发明专利]基于可见光通信的考试听力广播系统

说明书

技术领域

本发明涉及光通信系统，特别涉及一种基于可见光通信的考试听力广播系统。

背景技术

20世纪90年代后期，随着全光接入技术的发展和人们对高速无线宽带通信的要求，一种信息容量大、部署灵活、维护方便、安全保密的无线光通信技术，得到了人们的极大关注，它为无线宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案，其应用范围已从军用和航天领域迈入民用领域。 

近几年来，被誉为“绿色照明”的LED照明技术发展迅猛，利用LED器件能够高速亮灭的发光响应特性，将信号调制到LED可见光上进行传输，使可见光通信与LED照明相结合，构建出LED照明和通信两用基站灯，可为光通信提供一种全新的宽带接入方式。

LED可见光广播网络实现了LED照明与无线通信双重效果，无需使用额外的电能和设备进行短距离无线通信。其次，可见光通信发射功率高，无需无线电频谱认证，可以提供一种全新的高速数据接入方式。对于数据的发送由经过调制的LED光束实现，而由PIN二极管实现高频光脉冲的探测，经过调整放大后，再利用FPGA实现对脉冲信号的解调，从而实现高速的数据传输。

光无线通信系统采用基带调制，目前适合室内可见光LED通信的调制方法有：开关键控；脉冲位置调制；多脉冲位置调制；差分脉宽调制；数字脉冲间隔调制；双头脉冲间隔宽度调制。一般来说，无论采用哪种调制方法,其目的是为了获得更高的功率利用率、相对窄的带宽、比较高的带宽利用率和较低的误码率。本发明中采用PPM调制方式是目前无线光通信较好的调制方法之一,它的功率利用率和频带利用率都比较好，因而被IEEE802.11委员会推荐用于0-10MHz的无线光通信编码。

另一方面，学校中的考试，特别是英语考试需要听力测试，然而传统的英语听力考试是用的无线电传播，需无线发送设备，而无线电的发送区域较广，导致考试内容很容易被外界接收到，存在作弊或其它相关问题。最主要的是现有市场上的关于LED灯使用领域过于窄，使用过于单一，还未涉及在广播通信系统中的运用。

发明内容

本发明为了解决LED灯可见光源运用系统过于单一和校园听力考试存在作弊的问题，提出了一种基于LED灯可见光源的能运用在英语考试听力广播中的可视光源考试听力广播系统，该系统具有功耗极低,使用寿命长,绿色环保等诸多优势。

   本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于可见光通信的考试听力广播系统，包括信源、LED灯、视听设备，该系统还包括PPM编码模块、LED驱动电路、光电检测电路、信号放大调整电路、解调模块、FPGA处理平台Ⅰ，FPGA处理平台Ⅱ;所述信源输入到PPM编码模块，所述PPM编码模块与LED驱动电路连接，所述LED驱动电路与LED灯连接；由LED灯发出光源信号传递到光电检测器，所述光电检测器与信号放大调整模块连接，所述信号放大调整电路与解调模块连接，所述解调模块连接输出到视听设备；所述FPGA处理平台Ⅰ发射端连接控制信号的PPM编码调制模块；所述FPGA处理平台Ⅱ发射端连接解调模块。

作为对本发明的进一步限制，所述光电检测器具有PIN光电二极管。由此，光电检测器用在接收光信号，并将光信号转换成对应的电信号，PIN光电二极管是光通信中常用的光探测器，可以对LED灯发出的光线进行探测。

作为对本发明的进一步限制，所述信号放大调整电路将光电检测器的小信号进行电压放大、电平调整，并滤除噪声干扰，降低系统通信时的误码率的电路；由此，通过信号放大调整电路可以对信号进行放大和调整到听力广播合适的范围。

作为对本发明的进一步限制，所述视听设备包括耳机和其他视听设备。由此，学生可以通过耳机来接收听力信号，通过显示设备观看。

作为对本发明的进一步限制，所述耳机具有专用集成电路芯片。由此，来提高耳机的接收效果。

本发明的有益技术效果：通过使用FPGA处理平台模块实现PPM编码模块的调制信号，直接控制LED灯的驱动电路，实现LED灯闪烁，采用光电检测器具有的PIN光电二极管接受光信号，并转化成电信号，通过波形调整电路，输入FPGA处理平台模块Ⅱ后，对传输数据进行解码，并最终连接视听设备；该系统运用在校园英语考试的听力广播可以通过可见光来传输，特别是能防止考生使用特制的耳机接收信号，保证考场内考生能正常收到广播听力信号，也防止考场以外的人收到听力广播信号，从而可以杜绝听力考试作弊行为，提高了保密性和安全性。

附图说明

   图1是本发明一种基于可见光通信的考试听力广播系统示意图。