[發(fā)明專利]一種能量自給的可見光無線通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410424782.1
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104184519A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳雄斌;郭俊清;唐丹穎;李洪磊;陳弘達
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H02S10/00;H02S10/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發(fā)明涉及可見光通信技術領域，特別涉及一種能量自給的可見光無線通信系統(tǒng)。

背景技術

基于LED的可見光通信(VLC)系統(tǒng)將照明與通信融合，是一種新興的光無線通信技術。LED光源具有響應速度快，壽命長，低功耗的特點。近年來，隨著LED發(fā)光效率的不斷提高，LED正在逐漸取代白熾燈成為下一代照明光源。VLC具有更高的安全性和私密性，不產(chǎn)生電磁干擾，也無需相應頻段的許可授權，是射頻通信之外的另一種無線通信方式。VLC正在成為國內外研究的熱點(參見文獻：Aleksandar?Jovicic?et?al，“Visible?Light?Communication：Opportunities，Challenges?and?the?Path?to?Market”，IEEE?Communications?Magazine，Vol.51，no.12，p.26-32(2013))。

硅光電池用于可見光通信的研究還很少。韓國的科研人員首先研究了硅光電池接收可見光信號的可行性和頻率響應特性(參見文獻：Sung-Man?Kim?et?al.，“Simultaneous?reception?of?solar?power?and?visible?light”，Optical?Engineering，Vol.53，no.4(2014))。

目前，可見光通信系統(tǒng)中，多用PIN或APD等光電轉換元件做光接收器，經(jīng)過后端電路實現(xiàn)信號的放大、濾波、解調等。接收機的工作電流由外部電源提供。這就限制了接收機的自由移動性。而用電池供電又不能長時間持續(xù)供電，因此在實現(xiàn)自由移動通信方面產(chǎn)生了很大的阻礙。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種能量自給的可見光通信系統(tǒng)，其用硅光電池作為可見光接收機探測器，在接收信號的同時實現(xiàn)光電轉換，給蓄電池充電，為工作電路提供電源，實現(xiàn)能量自給型接收機。

(二)技術方案

本發(fā)明提供了一種能量自給的可見光通信系統(tǒng)，其包括：

計算機、信號發(fā)送調制模塊、LED光源、硅光電池、第一濾波電路、數(shù)據(jù)存儲器、第二濾波電路、放大解調電路、終端設備；

其中，所述計算機輸出傳送信號，所述信號發(fā)送調制模塊用于將所述傳送信號加載到所述LED光源，由所述LED光源發(fā)出變化的光強度信號；

所述硅光電池接收所述變化的光強度信號，并將其轉換成對應的電壓信號；所述第一濾波電路接收所述電壓信號，并濾除其中的交流分量而輸出直流分量，所述第二濾波電路接收所述電壓信號，并濾除其中的直流分量，而輸出交流分量；所述第一濾波電路輸出的直流分量用于對所述數(shù)據(jù)存儲器和放大解調電路供電，所述第二濾波電路輸出的交流分量由所述放大解調電路解調后恢復原始信號，并將所述原始信號輸出至數(shù)據(jù)存儲器存儲；所述終端設備用于從所述放大解調電路和所述數(shù)據(jù)存儲器中接收所述原始信號。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種能量自給的可見光無線通信系統(tǒng)，用硅光電池作為可見光接收機，在接收信號的同時實現(xiàn)光電轉換，給蓄電池充電，為工作電路提供電源。同時用存儲器存儲電池充電過程中的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)不會丟失。也可以先將電池充電，達到一定電量時再恢復系統(tǒng)通信。此過程由單片機控制，可以根據(jù)實際需要控制充電和通信過程。本發(fā)明充分利用了光能量，實現(xiàn)接收機的能量自給。并且使真正意義的自由移動通信成為可能。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明提出的一種能量自給的可見光無線通信系統(tǒng)的結構框架示意圖；

圖2示出了本發(fā)明中一種能量自給的可見光無線通信的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

圖1示出了本發(fā)明提出的能量自給可見光無線通信系統(tǒng)的結構框架示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括：計算機1、信號發(fā)送調制模塊2、LED直流驅動電源3、LED光源4、硅光電池陣列5、用于濾除交流電壓的第一濾波電路6、第一升壓變換器7、鋰電池8、第二升壓變換器9、由單片機控制的數(shù)據(jù)存儲器10、用于濾除直流電壓的第二濾波電路12、放大解調電路13、終端設備14；所述終端設備為用于智能控制的電子設備，如計算機、手機打印機等。