[發(fā)明專利]基于LED的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610642641.6
• 申請(qǐng)日: 2016-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN107707302A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江曉明;張軍輝;李靈芝;朱娜;李康飛;蘭豪;凌榕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江明輝光信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所32230
• 代理人: 樊文紅

1.一種基于LED的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸終端，其中至少一個(gè)所述數(shù)據(jù)傳輸終端為移動(dòng)終端；所述數(shù)據(jù)傳輸終端包括：

雙向數(shù)據(jù)通信模塊，用于發(fā)送和接收LED光信號(hào)；

主控模塊，啟動(dòng)和控制數(shù)據(jù)通過LED光信號(hào)接收和發(fā)送的通信過程；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)；

所述雙向數(shù)據(jù)通信模塊包括物理層裝置、MAC層裝置和數(shù)據(jù)總線；所述物理層裝置包括LED光信號(hào)發(fā)射端、接收端和電源；所述LED光信號(hào)發(fā)射端包括信號(hào)調(diào)制編碼電路芯片、前置放大與預(yù)均衡電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED光源；MAC層封裝的數(shù)據(jù)信號(hào)承載于數(shù)據(jù)總線，通過信號(hào)調(diào)制編碼電路芯片進(jìn)行載波編碼調(diào)制與并串轉(zhuǎn)換，編碼后的信號(hào)通過前置放大與預(yù)均衡電路處理后，作為驅(qū)動(dòng)電流，加載到LED驅(qū)動(dòng)電路上，使LED光源發(fā)出光信號(hào)；所述LED光信號(hào)接收端包括PD光敏探測(cè)器、PD光敏探測(cè)器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換及信號(hào)放大與均衡電路和信號(hào)解調(diào)解碼電路芯片；PD光敏探測(cè)器接收光信號(hào)，接收的信號(hào)承載于數(shù)據(jù)總線，通過PD光敏探測(cè)器電路轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及信號(hào)放大與均衡電路將輸出的電信號(hào)再生還原為數(shù)字信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大與均衡濾波，最后通過信號(hào)解調(diào)解碼電路芯片解碼，再進(jìn)行接收信號(hào)解調(diào)，并送回給接收端MAC層，恢復(fù)出發(fā)射端發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述MAC層與PHY物理層間通過MII接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光通信信道的通信距離為1cm—10cm之間以內(nèi)，所述數(shù)據(jù)傳輸終端LED光信號(hào)發(fā)射端信號(hào)發(fā)射視角與LED光信號(hào)接收端信號(hào)接收視角均不超過30度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述LED光信號(hào)發(fā)射端的LED光源為白光LED發(fā)光二極管或發(fā)光LED陣列，其總功率不低于20毫瓦。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)制編碼電路芯片和信號(hào)解調(diào)解碼電路芯片選用ARM單片機(jī)芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)編碼采用差分曼徹斯特編碼，當(dāng)信號(hào)為‘1’時(shí)，編碼為‘10’；信號(hào)為‘0’時(shí)，編碼為‘01’。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述PD光敏檢測(cè)器選用PIN光電二極管，接收波長(zhǎng)范圍為400nm~700nm，峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為430nm~550nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端和接收端的信號(hào)放大與均衡電路采用具有自動(dòng)增益控制功能的主放大器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的中間放大。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述MAC層采用原始套接字收發(fā)MAC幀。

9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向數(shù)據(jù)通信模塊以外接或內(nèi)置的形式安裝在終端中。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向數(shù)據(jù)通信模塊以內(nèi)置的形式安裝在移動(dòng)終端中，以移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)總線和網(wǎng)卡芯片的物理層、MAC層為通信接口，在移動(dòng)終端主板的數(shù)據(jù)總線上嵌入總線調(diào)制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路；光源采用移動(dòng)終端中用于夜間照明與輔助暗背景下拍照的發(fā)光LED燈或發(fā)光LED陣列。