[发明专利]基于LED可见光通信传输设备

说明书

本发明公开了一种基于LED可见光通信传输设备，涉及通信传输技术领域。本发明包括设备发射单元和设备接收单元；信号调理模块用于将PIN接收光信号产生的电流源的电信号转换为FPGA系统可接收的TTL信号；数据恢复模块用于将TTL信号继续向下传输，通过FPGA将串行数据转换为并行数据，完成信号的数据恢复功能。本发明发射系统通过LED可见光无线传输给接收系统，利用聚光镜和反光镜增加通信距离，并通过LED可见光通信将视频传输和音频传输融合到同一设备中进行传输至光电探测器上，进过除杂、放大、滤波和FPGA处理实现光电恢复，能够在传输过程中互不干扰，实现可见光通信传输的多样性，提高了传输效率。

技术领域

本发明属于通信传输技术领域，特别是涉及一种基于LED可见光通信传输设备。

背景技术

可见管通信技术是基于LED节能灯照明的传输基础上近年来迅速发展的一种新型通讯技术；近年来可见光无线通信技术逐渐受到学术界和产业界的广泛关注，尤其是随着发光二极管简称为LED之类的发光元件的照明设备的广泛使用，利用半导体LED在实现照明的同时，实现无线通信网络覆盖的可行性研究正在许多相关企业中进行。

目前，LED照明节能灯照明传输系统的通信速度可达每秒数十兆至数百兆，发射功率高，不占用无线电频谱、无电磁干扰和电磁辐射、节约能源等都是它的优点。现在世界各国都在积极发展可见光通信技术，发达国家已经在VLC的通信距离和通信速度等方面都取得了一定的成果，国内的研究虽然在这些方面都有一些研究，但距离商业运用还有距离。现有的技术中，大多是单一的音频传输或是单一的视频传输，且传输距离较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于LED可见光通信传输设备，通过LED可见光通信将视频传输和音频传输融合到同一设备中进行传输，能够在传输过程中互不干扰，并与LED照明相互结合，解决了现有的可见光单一传输、传输距离短、不够节能环保的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于LED可见光通信传输设备，包括信号输入模块、数据采集模块、LED驱动模块、LED灯、光电探测器、信号调理模块、数据恢复模块和信号输出模块，

所述信号输入模块、数据采集模块、LED驱动模块、LED灯、光电探测器、信号调理模块、数据恢复模块和信号输出模块依次电性连接；

所述信号输入模块为设备摄像头，用于对需要传输的内容进行捕捉采集；所述数据采集模块用于将摄像头设备传输产生的模拟量信号进行AD采样收集，再将模拟量信号转换为数字量信号用于传输；所述LED驱动模块使用直接调制直接影响传输的电信号，继而直接影响改变半导体LED发光的电流以及发光强度；

所述光电探测器用于扩大光能量的接收范围；所述信号调理模块用于将PIN接收光信号产生的电流源的电信号转换为FPGA系统可接收的TTL信号；所述数据恢复模块用于将TTL信号继续向下传输，通过FPGA将串行数据转换为并行数据，完成信号的数据恢复功能；所述信号输出模块用于输出恢复后的信号数据。

优选地，所述信号输入模块、数据采集模块、LED驱动模块和LED灯组成设备发射单元；所述光电探测器、信号调理模块、数据恢复模块和信号输出模块组成设备接收单元；所述设备发射单元与设备接收单元之间通过可见光无线传输相互连接。

优选地，所述设备发射单元通过聚光和光反射实现长距离通信传输；所述设备发射单元与LED灯相结合。

优选地，所述LED驱动模块驱动光信号通过光学天线进行发射，发射过程中，光学天线将输出的光信号统统聚焦到反射镜以及折射镜上，然后传输到光电检测单元中的光电探测器上。

优选地，所述数据恢复模块将LED传输的光信号再次转换回点信号，依次经过数据的除杂、放大、滤波以及FPGA的解码实现数据信号的光电恢复。