[發明專利]一種基于可見光的語音傳輸系統

在審

• 申請號: 201810425475.3
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108880680A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 張爍城
• 申請（專利權）人: 張爍城
• 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

本發明公開了一種基于可見光的語音傳輸系統，包括二級音頻放大電路、第一電平轉換電路、一級V?F轉換電路、幅度調制電路、信道、PD接收電路、二級信號放大電路、一級F?V轉換電路和一級音頻放大電路。本發明提出的基于可見光的語言傳輸系統，在發送端，通過二級音頻放大電路、第一電平轉換電路、一級V?F轉換電路和幅度調制電路將音頻信號最終轉換成方波信號并使用LED燈進行光調制；在接收端，通過PD接收電路、二級信號放大電路、一級F?V轉換電路和一級音頻放大電路將可見光波解調為方波信號，通過轉換并放大成能夠推動耳機或喇叭的電平，從而實現在喇叭上還原音頻魔力信號，通訊方便，井下受外界干擾小。

技術領域

本發明涉及到一種語音傳輸技術領域，特別涉及一種基于可見光的語音傳輸系統。

背景技術

目前，可見光語音通訊主要在進行水下作業、礦下挖掘時得到應用。2004年，美國伍茲霍爾海洋研究所研制成功了一種應用于水下短距離可見光通信的設備，其主要用于與海底傳感器進行通信，2005年，澳大利亞國家大學信息科學與工程研究院研制出一種水下光通信的收發器，因其對電磁具有強的抗干擾性，不易受海洋環境變化的影響，用于潛水員在水下進行通信。因煤礦井下巷道復雜，環境惡劣，電磁干擾和衰減較大，礦井下光線黑暗和光反射體較少，因此，將可見光通信用于井下語音通信是一種靈活的解決方案。

隨著物聯網（Internet of things）產業的快速推進，任何時間、任何地點、任何人、任何物體（Any Time, Any where, Any one, Any thing: 4A）都能進行信息交換的夢想正在逐步得以實現。物聯網的支撐技術包含了電子、通信、計算機、自動控制、生物、醫學等眾多學科，從信息傳遞的角度來看，為了使4A得以實現，①需要利用無線傳感網（Wireless Sensor Network, WSN）、RFID（Radio Frequency Identification）等短距離通信技術將來自眾多感知或控制節點的信息匯聚在一起構成較小范圍的局域網，完成最后100米的信息傳輸問題；②需要利用移動通信網、Internet、衛星等基礎設施實現遠距離傳輸。目前，短距離通信都采用ZigBee、WiFi、RFID等無線電波方式實現數據傳輸，這些方式雖然得到了廣泛的應用，但存在著對人體產生危害、通信設備容易產生互相干擾、頻率資源受限等諸多問題。例如，在飛機上不能使用無線通信設備；在醫院，無線設備對帶有心臟起搏器的病人會產生不良影響；并且，因為大多WiFi、ZigBee系統都使用2.4GHz頻段的免費頻率，雖然目前相互干擾并沒有引起足夠的重視，但是，隨著物聯網應用的普及，同頻干擾的問題會越來越嚴重，不可避免地會產生過多的沖突，甚至會導致系統癱瘓。近年來發展起來的可見光通信是解決上訴問題的一種方法。由于本畢業設計的設計方向在于語音的無線傳輸領域，所以與無線電波通信方式相比，可見光在傳輸語音信號具有如下優點：

（1）可見光屬于光波，不受頻率管制的限制。因此，采用可見光實現無線

通信，可以解決頻譜資源匱乏的問題，而且可見光與電波和紅外線不同，對人類健康沒有危害，對其它電子設備也沒有干擾。所以在語音信號的傳輸過程中，不必擔心對人體或者電子設備造成影響。

（2）隨著綠色環保要求的不斷提高，LED（Light Emitting Diode）作為新型的環保光源逐漸廣泛應用于照明、交通信號燈、汽車照明燈、電器設備指示、商業廣告等各種場合。另一方面，因為LED具有響應時間短、可實現高速調制的

特性，使得LED可以承擔照明光源和信息傳輸的信號源的雙重任務。因此采用LED光源的可見光通信系統可以在滿足照明的前提條件下實現語音信號的傳輸功能。

（3）VLC依靠可見光波傳輸信號，只有光波可以到達的地方才能接收，并

且可見光不能穿透任何介質。這個特性雖然限制了信號的傳輸距離，但是卻很容

易防止信號被盜聽，即保密性很強。例如，若采用波束很窄的聚光通信方式，即