[發明專利]一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置

在審

• 申請號: 201410337938.2
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104104448A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 周雷;呂振彬;宋哲
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/116
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及可見光通信設備技術領域，具體涉及一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置。?

背景技術

隨著LED工業的迅速發展，基于LED照明設備的可見光通信技術正處于即將產業化的大好時機。以LED光源為主體的“綠色照明”具有保護環境、節約能源的特點，且LED具有使用電壓低、功耗低、壽命長、易于小型化等對現代社會及其有益的諸多效果，符合人類社會可持續發展的理念。

利用發光二極管(LED)將電能轉換為光能，發出肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息，只需將高速因特網的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。與目前的無線局域網（WLAN）相比，可見光通信具有通信速度快（未來傳輸速度可能超過光纖通信）、安全性高（窗簾及墻壁等遮住光線即可防止信息外泄）、使用多臺設備不影響通信速度，在一些特殊的空間環境中，如醫院中和飛機上也可使用，而不會干擾其他重要的電子儀器等優點，因此可見光通信在未來擁有很大的市場空間。

但目前的可見光通信設備主要集中于研制可見光通信發送設備，或者可見光通信接收設備，而并未實現收發一體的可見光雙工通信設備，即實現用戶設備通過可見光與互聯網的信息交互仍需進一步解決。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，以解決將現有的可見光通信設備的發送設備和接收設備集成為收發一體的裝置的問題。

本發明的另一目的在于提供一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，以解決現有的可見光通信設備僅能進行單工通信的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于以太網的可見光通信收發一體化裝置，包括以太網接口電路、FPGA控制單元、發射機電信號處理模塊、接收機電信號處理模塊、LED光源、光電二極管以及電源模塊;?所述電源模塊分別為所述FPGA控制單元、以太網接口電路、發射機電信號處理模塊和接收機電信號處理模塊提供電源；其中：

該裝置發送數據時，所述FPGA控制單元通過所述以太網接口電路接收計算機傳輸的數據流后，將數據流處理為數字電信號傳輸給所述發射機電信號處理模塊，所述發射機電信號處理模塊將數字電信號處理后加載在所述LED光源上輸出；

該裝置接收數據時，所述光電二極管接收光信號并轉換成電流信號傳輸給所述接收機電信號處理模塊，由所述接收機電信號處理模塊將電流信號處理成數據電信號發送給所述FPGA控制單元，所述FPGA控制單元將接收到的數據電信號處理為數據流，并通過所述以太網接口電路將處理后的數據流傳輸給計算機。

較佳地，所述FPGA控制單元通過所述以太網接口電路接收計算機傳輸的數據流，將數據流進行解MAC幀、組建物理幀以及編碼處理成為數字電信號后，發送給所述發射機電信號處理模塊。

較佳地，所述發射機電信號處理模塊包括發射機前端模擬電路模塊以及直流偏壓器模塊；所述發射機電信號處理模塊接收到所述數字電信號后，經過所述發射機前端模擬電路模塊處理成為放大的電信號，放大的電信號經過直流偏壓器模塊進行偏壓處理輸出偏壓的電信號。

較佳地，所述偏壓的電信號直接加載在所述LED光源上，由所述LED光源將偏壓的電信號轉換為光信號輸出。

較佳地，所述發射機前端模擬電路模塊包括輸入級網絡阻抗匹配電路、小型功率放大電路、中間級阻抗匹配電路、中型功率放大電路、輸出級網絡阻抗匹配電路及一電容器；數字電信號經所述輸入級網絡阻抗匹配電路進行輸入匹配處理后輸入至所述小型功率放大電路進行一次放大，一次放大后的信號輸入至所述中間級阻抗匹配電路進行中間匹配處理，中間匹配處理后的信號輸入至所述中型功率放大電路進行二次放大，二次放大后的信號輸入至所述輸出級網絡阻抗匹配電路進行輸出匹配處理，輸出匹配處理后的電信號經所述電容濾波器進行濾直流處理，濾直流處理后輸出所述放大的電信號。

較佳地，所述直流偏壓器模塊包含一電容、一電感及一可調節恒流源；所述發射機前端模擬電路模塊處理后的放大的電信號輸入所述電容，經所述電容濾直流后輸出濾直流的交流電信號，所述可調節恒流源輸出的直流信號經過所述電感濾交流后輸出濾交流的直流信號，所述濾直流的交流電信號與所述濾交流的直流信號疊加，疊加后的信號即為所述偏壓的電信號，并輸出該偏壓的電信號。

較佳地，所述光電二極管探測空間中的光信號，并將所述光信號轉換成電流信號發送到所述接收機電信號處理模塊。