本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于可見光的單向傳輸組件。

背景技術(shù)：

在信息化時(shí)代的今天，在人們的日常生活、工作中，經(jīng)常要用到U盤、USB移動(dòng)硬盤等USB接口的設(shè)備來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。但對(duì)于涉密單位，明確規(guī)定禁止移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)的交叉使用。針對(duì)這種情況，就需要使用的文件的單向?qū)朐O(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換。

目前市面上出現(xiàn)了各種單向傳輸設(shè)備，如基于光盤的單向傳輸設(shè)備，基于軟件權(quán)限設(shè)置的單向傳輸設(shè)備，基于光閘的單向傳輸設(shè)備等。但是這些解決方案或多或少存在著明顯的弊端：(1)對(duì)于基于光盤的單向傳輸系統(tǒng)，出于保密原則，無論刻錄文件的大小，一張光盤只能刻錄一次，造成資源的浪費(fèi)；(2)對(duì)于基于軟件權(quán)限設(shè)置的單向傳輸設(shè)備，沒有實(shí)現(xiàn)物理隔離，在“擺渡”病毒等的作用下存在失泄密的風(fēng)險(xiǎn)；(3)對(duì)于基于光閘的單向傳輸系統(tǒng)，包含有待傳輸文件的電腦和USB設(shè)備不能直接進(jìn)行通信，必須先經(jīng)過一臺(tái)擺渡機(jī)，因此同樣存在資源浪費(fèi)的問題。

因此，如何設(shè)計(jì)一種在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)耐瑫r(shí)，保證數(shù)據(jù)安全的傳輸設(shè)備，是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種基于可見光的單向傳輸組件，簡(jiǎn)單且可靠地實(shí)現(xiàn)了USB存儲(chǔ)設(shè)備與計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)單向傳輸；并通過物理隔離的方式，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證了單向傳輸中數(shù)據(jù)的安全性，為涉密部門或企業(yè)等提供了一種便捷且安全的數(shù)據(jù)傳輸方式。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種基于可見光的單向傳輸組件，所述組件包括：均設(shè)置在計(jì)算機(jī)設(shè)備中的第一板卡和第二板卡；

所述第一板卡上設(shè)有依次連接的第一發(fā)送端口、可見光傳輸器件組和第一接收端口，所述第一發(fā)送端口用于與計(jì)算機(jī)設(shè)備連接，所述第一接收端口用于與USB存儲(chǔ)設(shè)備連接；

所述第二板卡的上設(shè)有依次連接的第二發(fā)送端口、發(fā)送處理器、可見光傳輸器件組和第二接收端口，所述第二發(fā)送端口用于與USB存儲(chǔ)設(shè)備連接，所述第二接收端口用于與計(jì)算機(jī)設(shè)備連接；

在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，所述第一板卡將所述計(jì)算機(jī)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至USB存儲(chǔ)設(shè)備中，所述第二板卡將所述USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至計(jì)算機(jī)設(shè)備中。

進(jìn)一步的，所述可見光傳輸器件組包括：依次連接的發(fā)光二極管單元、光電二極管單元和接收處理器；

在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，所述發(fā)光二極管單元為所述可見光傳輸器件組的數(shù)據(jù)輸入側(cè)，所述接收處理器為所述可見光傳輸器件組的數(shù)據(jù)輸出側(cè)。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管單元與所述光電二極管單元之間依次設(shè)置有放大鏡和濾光鏡，使得所述發(fā)光二極管單元發(fā)出的光線依次經(jīng)所述放大鏡和濾光鏡照射至所述光電二極管單元。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管單元包括：相互連接的功率放大器和發(fā)光二極管；

所述發(fā)光二極管靠近所述放大鏡設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管有多個(gè)，且多個(gè)所述發(fā)光二極管均與所述功率放大器連接。

進(jìn)一步的，所述光電二極管單元包括：相互連接的光電二極管和信號(hào)放大及濾波器；

所述光電二極管靠近所述濾光鏡設(shè)置；

所述信號(hào)放大及濾波器與所述接收處理器連接。

進(jìn)一步的，所述光電二極管有多個(gè)，且多個(gè)所述光電二極管均與所述信號(hào)放大及濾波器連接。

進(jìn)一步的，所述第一板卡與第二板卡均安裝在同一計(jì)算機(jī)設(shè)備中；

所述第一板卡的第一發(fā)送端口和所述第二板卡的第二接收端口均與所述計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板連接；

所述第一板卡的第一接收端口和所述第二板卡的第二發(fā)送端口均通過所述計(jì)算機(jī)設(shè)備的背板上的通孔與外部的USB存儲(chǔ)設(shè)備連接。

進(jìn)一步的，所述組件還包括：用于安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)的兩個(gè)單卡槽；

所述第一板卡與第二板卡分別可拆卸式設(shè)置在兩個(gè)所述單卡槽中。

進(jìn)一步的，所述組件還包括：用于安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)的組合卡槽；

所述組合卡槽為雙層板結(jié)構(gòu)，且各層板上均設(shè)有凹槽；

所述第一板卡與第二板卡分別可拆卸式設(shè)置在各層板上的凹槽內(nèi)。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型所述的一種基于可見光的單向傳輸組件，包括均設(shè)置在計(jì)算機(jī)設(shè)備中的第一板卡和第二板卡；第一板卡上設(shè)有依次連接的第一發(fā)送端口、可見光傳輸器件組和第一接收端口；第二板卡的上設(shè)有依次連接的第二發(fā)送端口、發(fā)送處理器、可見光傳輸器件組和第二接收端口；在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，第一板卡將計(jì)算機(jī)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至USB存儲(chǔ)設(shè)備中，第二板卡將USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至計(jì)算機(jī)設(shè)備中。本實(shí)用新型簡(jiǎn)單且可靠地實(shí)現(xiàn)了USB存儲(chǔ)設(shè)備與計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)單向傳輸；并通過物理隔離的方式，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證了單向傳輸中數(shù)據(jù)的安全性，為涉密部門或企業(yè)等提供了一種便捷且安全的數(shù)據(jù)傳輸方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例一中的一種基于可見光的單向傳輸組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例二中的第一板卡10中的可見光傳輸器件組30的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例二中的第二板卡20中的可見光傳輸器件組30的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例三中的所述第一板卡10與第二板卡20在計(jì)算機(jī)設(shè)備中的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，10-第一板卡、11-第一發(fā)送端口、12-第一接收端口、20-第二板卡、21-第二發(fā)送端口、22-第二接收端口、23-發(fā)送處理器、30-可見光傳輸器件組、31-接收處理器、40-發(fā)光二極管單元、41-功率放大器、42-發(fā)光二極管、50-光電二極管單元、51-光電二極管、52-信號(hào)放大及濾波器、60-放大鏡、70-濾光鏡。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的實(shí)施例一提供了一種基于可見光的單向傳輸組件的一種具體實(shí)施方式，參見圖1，所述單向傳輸組件具體包括如下內(nèi)容：

所述單向傳輸組件包括均設(shè)置在計(jì)算機(jī)設(shè)備中的第一板卡10和第二板卡20；所述第一板卡10上設(shè)有依次連接的第一發(fā)送端口11、可見光傳輸器件組30和第一接收端口12，所述第一發(fā)送端口11用于與計(jì)算機(jī)設(shè)備連接，所述第一接收端口12用于與USB存儲(chǔ)設(shè)備連接。

在上述描述中，第一板卡10用于將計(jì)算機(jī)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至USB存儲(chǔ)設(shè)備；在第一板卡10中，第一發(fā)送端口11的形狀根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的與計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板接口而設(shè)置，使得線纜能夠連接第一發(fā)送端口11和計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板的接口，第一接收端口12的形狀即為與USB存儲(chǔ)設(shè)備(例如U盤或USB存儲(chǔ)1硬盤)的接口相匹配的形狀，使得第一接收端口12與計(jì)算機(jī)設(shè)備外部的USB存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，所述第一板卡10將所述計(jì)算機(jī)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至USB存儲(chǔ)設(shè)備中；其中的可見光傳輸器件組30是由可見光傳輸器件和對(duì)應(yīng)的處理及放大電路等組成的，具體結(jié)構(gòu)描述詳見實(shí)施例二。

所述第二板卡20的上設(shè)有依次連接的第二發(fā)送端口21、發(fā)送處理器23、可見光傳輸器件組30和第二接收端口22，所述第二發(fā)送端口21用于與USB存儲(chǔ)設(shè)備連接，所述第二接收端口22用于與計(jì)算機(jī)設(shè)備連接。

在上述描述中，第二板卡20用于將USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至計(jì)算機(jī)設(shè)備中；在第二板卡20中，第二發(fā)送端口21的形狀即為與USB存儲(chǔ)設(shè)備(例如U盤或USB存儲(chǔ)1硬盤)的接口相匹配的形狀，使得第二發(fā)送端口21與計(jì)算機(jī)設(shè)備外部的USB存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，第二接收端口22的形狀根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的與計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板接口而設(shè)置，使得線纜能夠連接第二接收端口22和計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板的接口，在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，所述第二板卡20將所述USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)單向傳輸至計(jì)算機(jī)設(shè)備中；其中，發(fā)送處理器23為一個(gè)處理電路，具體可以為一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA(Field－Programmable Gate Array)電路，該處理電路與可見光傳輸器件組30連接，處理電路接收USB存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至可見光傳輸器件組30，使得可見光傳輸器件組30基于可見光通信的原理，利用物理發(fā)光器件、以及不同光器件之間的通信不可逆的特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸。

從上述描述可知，本實(shí)用新型的實(shí)施例通過可見光通信技術(shù)，簡(jiǎn)單且可靠地實(shí)現(xiàn)了USB存儲(chǔ)設(shè)備與計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)單向傳輸；同時(shí)，通過可見光傳輸器件組的物理器件的使用，實(shí)現(xiàn)了通過物理隔離的方式，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)耐瑫r(shí)，保證了單向傳輸中數(shù)據(jù)的安全性，為涉密部門或企業(yè)等提供了一種便捷且安全的數(shù)據(jù)傳輸方式。

本實(shí)用新型的實(shí)施例二提供了上述單向傳輸組件中的可見光傳輸器件組30的一種具體實(shí)施方式，參見圖2和圖3，所述可見光傳輸器件組30具體包括如下內(nèi)容：

圖2是第一板卡10中的可見光傳輸器件組30的具體結(jié)構(gòu)，圖3是第二板卡20中的可見光傳輸器件組30的具體結(jié)構(gòu)。

所述可見光傳輸器件組30包括：依次連接的發(fā)光二極管單元40、光電二極管單元50和接收處理器31；在進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸時(shí)，所述發(fā)光二極管單元40為所述可見光傳輸器件組30的數(shù)據(jù)輸入側(cè)，所述接收處理器31為所述可見光傳輸器件組30的數(shù)據(jù)輸出側(cè)。

在上述描述中，接收處理器31為一個(gè)處理電路，具體可以為一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA(Field－Programmable Gate Array)電路，該處理電路用于接收光電二極管單元50發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至位于板卡輸出端口的計(jì)算機(jī)設(shè)備或者USB。

所述發(fā)光二極管單元40與所述光電二極管單元50之間依次設(shè)置有放大鏡60和濾光鏡70，使得所述發(fā)光二極管單元40發(fā)出的光線自所述發(fā)光二極管單元40依次經(jīng)所述放大鏡60和濾光鏡70照射至所述光電二極管單元50。

在上述描述中，發(fā)光二極管單元40發(fā)出的光線，該光線先經(jīng)過放大鏡60進(jìn)行放大，放大后的光線在經(jīng)過濾光鏡70照射至所述光電二極管單元50，以保證光線傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。

所述發(fā)光二極管單元40包括：相互連接的功率放大器41和發(fā)光二極管42；所述發(fā)光二極管42靠近所述放大鏡60設(shè)置；所述發(fā)光二極管42有多個(gè)，且多個(gè)所述發(fā)光二極管42均與所述功率放大器41連接。

在上述描述中，功率放大器41的具體形式為功率放大電路，該電路與發(fā)光二極管42連接，用于將接收的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至發(fā)光二極管42，同時(shí)，發(fā)光二極管42的數(shù)量根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)置。

所述光電二極管單元50包括：相互連接的光電二極管51和信號(hào)放大及濾波器52；所述光電二極管51靠近所述濾光鏡70設(shè)置；所述信號(hào)放大及濾波器52與所述接收處理器31連接；所述光電二極管51有多個(gè)，且多個(gè)所述光電二極管51均與所述信號(hào)放大及濾波器52連接。

在上述描述中，信號(hào)放大及濾波器52的具體形式為信號(hào)放大及濾波電路，該電路與光電二極管51連接，用于接收發(fā)光二極管42傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大及濾波處理，同時(shí)，光電二極管51的數(shù)量根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)置。

在圖2中，第一板卡10包括依次連接的第一發(fā)送端口11、功率放大器41、發(fā)光二極管42、放大鏡60、濾光鏡70、光電二極管51、信號(hào)放大及濾波器52、接收處理器31和第一接收端口12。

在圖3中，第二板卡20包括依次連接的第二發(fā)送端口21、發(fā)送處理器23、功率放大器41、發(fā)光二極管42、放大鏡60、濾光鏡70、光電二極管51、信號(hào)放大及濾波器52、接收處理器31和第二接收端口22。

從上述描述可知，本實(shí)用新型的實(shí)施例給出了可見光傳輸器件組的一種具體形式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第一板卡及第二板卡的發(fā)送端與接收端的物理隔離，從而進(jìn)行安全的單向傳輸；另外，基于可見光通信技術(shù)目前傳輸速度已達(dá)到1Gbit/s水平，在單向傳輸?shù)耐瑫r(shí)也提高了傳輸數(shù)據(jù)的速度。

本實(shí)用新型的實(shí)施例三提供了上述單向傳輸組件中的所述第一板卡10與第二板卡20設(shè)置結(jié)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式，參見圖4，所述第一板卡10與第二板卡20設(shè)置結(jié)構(gòu)具體包括如下內(nèi)容：

所述第一板卡10與第二板卡20均安裝在同一計(jì)算機(jī)設(shè)備中；所述第一板卡10的第一發(fā)送端口11和所述第二板卡20的第二接收端口22均與所述計(jì)算機(jī)設(shè)備中的主板連接；

所述第一板卡10的第一接收端口12和所述第二板卡20的第二發(fā)送端口21均通過所述計(jì)算機(jī)設(shè)備的背板上的通孔與外部的USB存儲(chǔ)設(shè)備連接。

在上述描述中，所述組件還可以包括用于安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)的兩個(gè)單卡槽，所述第一板卡10與第二板卡20分別可拆卸式設(shè)置在兩個(gè)所述單卡槽中；或者，所述組件還可以包括用于安裝在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)的組合卡槽，所述組合卡槽為雙層板結(jié)構(gòu)，且各層板上均設(shè)有凹槽，所述第一板卡10與第二板卡20分別可拆卸式設(shè)置在各層板上的凹槽內(nèi)。

從上述描述可知，本實(shí)用新型的實(shí)施例給出了第一板卡10與第二板卡20在計(jì)算機(jī)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)設(shè)置，保證了單向傳輸組件的安裝及使用的便捷性。

本實(shí)用新型還提供了一種基于可見光的單向傳輸組件的應(yīng)用實(shí)例，具體包括如下內(nèi)容：

該應(yīng)用實(shí)例中的單向傳輸組件為板卡形式，板卡與電腦主板連接，可以單獨(dú)安裝，也可以如在臺(tái)式計(jì)算機(jī)設(shè)備中安裝顯卡的方式進(jìn)行安裝。計(jì)算機(jī)設(shè)備一旦安裝該單向傳輸組件，除了保留網(wǎng)卡的定向數(shù)據(jù)通信功能外，能夠自動(dòng)屏蔽其他所有數(shù)據(jù)接口。

USB移動(dòng)設(shè)備到電腦的文件單向傳輸：U盤插入到安裝有本單向傳輸組件的計(jì)算機(jī)設(shè)備后，通過計(jì)算機(jī)設(shè)備中的上位機(jī)軟件的UI界面可以看到USB移動(dòng)設(shè)備上的所有文件，并且可以選擇U盤上的任意文件傳到計(jì)算機(jī)設(shè)備上。

計(jì)算機(jī)設(shè)備到U盤的文件單向傳輸：確認(rèn)U盤插入到安裝有本單向傳輸組件的計(jì)算機(jī)設(shè)備后，通過計(jì)算機(jī)設(shè)備中的上位機(jī)軟件的UI界面選中計(jì)算機(jī)設(shè)備要要發(fā)送的文件，然后確認(rèn)發(fā)送，文件單向傳輸?shù)経盤上。

在上述描述中，單向傳輸組件基于可見光通信(VLC)技術(shù)，構(gòu)建的USB單向?qū)?導(dǎo)出)傳輸?shù)倪^程，利用可見光通信(VLC)技術(shù)，以及，發(fā)射端和接收端物理器件的不同及可見光傳輸?shù)膯蜗蛐詫?shí)現(xiàn)了信息的單向傳輸，并且實(shí)現(xiàn)了發(fā)送端與接收端的物理隔離，適合部分特殊工作場(chǎng)合的使用；同時(shí)，用戶根據(jù)不同環(huán)境的需求，可以選擇使用U盤到電腦的單向信息傳輸或者使用電腦到U盤的單向信息傳輸。

從上述描述可知，實(shí)現(xiàn)了U盤與電腦的單向傳輸，因?yàn)榘l(fā)光LED和接受PD不能相互替代，所以能實(shí)現(xiàn)真正意義上的物理隔離，從而進(jìn)行單向傳輸；本實(shí)用新型傳輸文件速度較快，可見光通信技術(shù)目前傳輸速度已達(dá)到1Gbit/s水平；本系統(tǒng)比較穩(wěn)定，因?yàn)長(zhǎng)ED照射的范圍是一個(gè)面，范圍較大，所以當(dāng)單向傳輸收到震動(dòng)器件偏斜時(shí)不會(huì)影響通信；本實(shí)用新型為板卡形式，體積小，便于安裝和拆卸，易于操作，省去了對(duì)操作人員進(jìn)行特殊培訓(xùn)的時(shí)間成本。

以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。