[發明專利]一種遠距離可見光通信系統

在審

• 申請號: 201610136782.0
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105634602A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 李群星;萬瀟熠;周午賢
• 申請（專利權）人: 文成縣刀鋒科技有限公司
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種遠距離可見光通信系統，其特征在于，包括信號調制控 制設備、一定發射功率和束散角的LED探照燈、接收天線、光探測 器、信號處理電路和顯示終端；所述信號調制設備負責調制生成原 始的電信號；所述LED探照燈是單色的LED；所述光探測器是可見 光波段響應較好的CCD光電轉換器件；所述接收天線是可變倍數的 光學鏡頭；所述信號處理電路與光探測器相適應，用于視頻電信號 的處理，以及確定接收光斑的形狀、大小和平均接收光功率；所述 探照燈和所述接收天線之間是大氣信道，光源發出的光通過大氣信 道進行傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種遠距離可見光通信系統，其特征 在于，所述遠距離可見光通信系統設備分為發射端和接收端；所述 發射端是OOK或PPM調制方式，光源將調制好的光信號以高速、 明暗變化的規律進行發射，所述光源是大功率低束散角陣列LED； 采用單片機控制所述發射端，實現字符串的發送；所述接收端，采 用CCD作為光探測器，相機以與光源相同幀頻進行拍攝，且CCD 相機進行數據的采集和處理，將調制信號的規律呈現出來，得到相 應的灰度值，從而完成信息的傳遞過程，實現字符串的接收。

3.根據權利要求1所述的一種遠距離可見光通信系統，其特征 在于，所述發射模塊采用白光LED陣列；所述LED陣列為3*4的 LED陣列，每個LED功率為4W，束散角為5.3°。

4.根據權利要求1所述的一種遠距離可見光通信系統，其特征 在于，所述光接收天線是一組光學鏡頭，與CCD相機相互配合，配 置電動變焦鏡頭和編碼器，可以實現計算機控制自動變焦。

5.根據權利要求2所述的一種遠距離可見光通信系統，其特征 在于，所述遠距離可見光通信系統還包括光信號數據采集處理模塊， 用于通過編寫的程序完成對LED發來的信號光的采集處理；所述程 序以MFC為框架編寫，完成對從相機發送過來的圖片信息的分析和 處理；當光源和相機的頻率同步時，相機能夠準確捕捉到光源發送 的信息。

6.根據權利要求2所述的一種遠距離可見光通信系統，其特征 在于，所述遠距離可見光通信系統還包括可見光通信數據傳輸模塊， 用于完成數據傳輸時的同步，與自適應傳輸模塊配合，完成速率可 變自適應信息傳輸。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種遠距離可見光通信系統， 其特征在于，所述遠距離可見光通信系統具體包括：

調制器，用于可見光通信發射端需要將基帶信號調制到光載波 上，將信息先調制成電信號；所述調制器是51單片機系列或FPGA；

LED驅動，用于將電信號轉化為光信號；所述LED驅動模塊用 于完成對LED光源的驅動功能，同時將調至好的電信號轉化為光信 號加載到LED光源上；所述LED驅動模塊是51單片機，其觸發方 式是TTL觸發，完成對LED光源驅動；

LED，是可見光通信系統的發射裝置，所述LED光源是功率大、 束散角小、白光的LED陣列；

LED控制器，用來控制光源和相機的設備，完成輔助功能；

大氣信道，光源將調至好的信號光發射出去，通過大氣信道傳輸， 傳輸過程中將受到大氣信道的影響；

相機鏡頭，相機鏡頭即是接收天線，主要完成光信號的捕捉接收 功能，鏡頭能夠進行變焦，變化接收視場角，可以放大或者縮小目 標；為了便于和CCD相機相互配合，配置了電動變焦鏡頭和編碼器， 可以實現電腦控制自動變焦；

CCD相機，CCD是感光元器件，主要是將光信號轉化為電信號 再成像；

所述CCD相機通過千兆以太網連接到電腦上，并通過程序完成圖像 數據的采集和處理；

成像處理過程，用于將接收到的已調光信號進行接收成像，分析 其灰度光強度，解調出原始信息，完成信息接收；

顯示終端，用于在示波器、電腦或者以文件形式對結果進行顯示、 存儲。