采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)，其中，無輻射通信終端包括：用于發(fā)射可見光的可見光發(fā)射模塊；用于接收可見光，并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號的可見光接收模塊；用于控制可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊的工作狀態(tài)，及對可見光發(fā)射和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的中央處理器；所述可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊連接所述中央處理器。本發(fā)明通過可見光發(fā)射模塊發(fā)射可見光，在可見光接收模塊接收到可見光時，對可見光接收模塊接收的信號進(jìn)行處理利用可見光與其它可見光通信終端通信，實現(xiàn)了無輻射、節(jié)約了頻率資源、通信性能穩(wěn)定可靠、通信成本低、通信傳輸速率高等優(yōu)點。
【專利說明】采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及一種采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技社會的不斷發(fā)展，手機(jī)等通信終端已發(fā)展到人手一部或多部的狀態(tài)，已成為人們生活和工作中不可或缺的通信工具。目前手機(jī)等通訊終端均采用無線電波為介質(zhì)進(jìn)行通訊，眾所周知，射頻電波的輻射非常大，影響人類身體健康，而且通訊質(zhì)量受信號質(zhì)量的影響也很大，可見無線射頻通訊技術(shù)還存在許多不如人意的地方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)，利用可見光實現(xiàn)通信，解決現(xiàn)有通訊終端產(chǎn)生輻射問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其包括:
用于發(fā)射可見光的可見光發(fā)射模塊；
用于接收可見光，并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號的可見光接收模塊；
用于控制可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊的工作狀態(tài)，及對可見光發(fā)射和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的中央處理器；
所述可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊連接所述中央處理器。
[0005]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述可見光發(fā)射模塊包括:發(fā)光二極管和高速開關(guān)，所述發(fā)光二極管的負(fù)極接地，發(fā)光二極管的正極連接所述高速開關(guān)的第一端，所述高速開關(guān)的第二端和控制端連接中央處理器。
[0006]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，在所述中央處理器中設(shè)置有電阻調(diào)節(jié)單元，所述電阻調(diào)節(jié)單元連接所述高速開關(guān)的第二端。
[0007]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述可見光接收模塊包括:
用于接收可見光，并將所述可見光轉(zhuǎn)換為電信號的可見光接收單元；
用于將可見光接收單元輸出的電信號放大的放大單元；
用于對放大單元處理的信號進(jìn)行量化處理的比較器；
所述可見光接收單元通過放大單元連接所述比較器的負(fù)輸入端，所述比較器的正輸入端連接參考電壓端，比較器的輸出端連接中央處理器。
[0008]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述中央處理器具體用于輸出高電平使發(fā)光二極管點亮、輸出低電平使發(fā)光二極管熄滅；在比較器量化處理后有可見光時判定為高電平、沒有可見光時判定為低電平。
[0009]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述可見光接收單元包括:光敏二極管和第一電阻，所述光敏二極管的負(fù)極連接VCC供電端，光敏二極管的正極連接放大單元、還通過第一電阻接地。
[0010]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述放大單元包括三極管和第二電阻，所述三極管的基極連接所述光敏二極管的正極、還通過第一電阻接地，所述三極管的集電極通過第二電阻連接所述VCC供電端和所述比較器的負(fù)輸入端，所述三極管的發(fā)射極接地。
[0011]所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，所述可見光接收單元包括:光敏三極管、第三電阻和第四電阻，所述光敏三極管的集電極通過第三電阻連接VCC供電端，光敏三極管的發(fā)射極通過第四電阻接地。
[0012]一種采用可見光實現(xiàn)通信的通信系統(tǒng)，包括:至少兩個上述的無輻射通信終端，所述無輻射通信終端之間利用可見光進(jìn)行通信。
[0013]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)，通過可見光發(fā)射模塊發(fā)射可見光，在可見光接收模塊接收到可見光時，對可見光接收模塊接收的信號進(jìn)行處理利用可見光與其它可見光通信終端通信，實現(xiàn)了無輻射、節(jié)約了頻率資源、通信性能穩(wěn)定可靠、通信成本低、通信傳輸速率高等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端的電路原理圖。
[0015]圖2為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端中可見光接收模塊的第一較佳實施的電路圖。
[0016]圖3為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端中可見光接收模塊的第二較佳實施的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明提供一種采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明提供的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，利用可見光進(jìn)行通訊，通過可見光來傳遞信息實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)通訊，解決了通信終端的輻射問題，真正實現(xiàn)健康無輻射通訊；而且把自然資源充分利用起來，節(jié)約有限的頻率資源。
[0019]請參閱圖1，其為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端的電路原理圖。如圖1所示，本發(fā)明的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端包括:可見光發(fā)射模塊10、可見光接收模塊20和中央處理器30，所述可見光發(fā)射模塊10和可見光接收模塊20連接所述中央處理器30。
[0020]其中，所述中央處理器30用于控制可見光發(fā)射模塊10的工作狀態(tài)，當(dāng)中央處理器30控制可見光發(fā)射模塊10工作時,使可見光發(fā)射模塊10向外發(fā)射可見光；當(dāng)中央處理器30控制可見光發(fā)射模塊10停止工作時,使可見光發(fā)射模塊10停止發(fā)射可見光。
[0021]所述可見光接收模塊20用于接收可見光，并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給中央處理器30，所述中央處理器30還用于對可見光接收模塊20接收的信號進(jìn)行處理利用可見光與其它可見光通信終端通信。[0022]具體實施時，所述可見光發(fā)射模塊10包括:發(fā)光二極管LED和高速開關(guān)K，所述發(fā)光二極管LED的負(fù)極接地，發(fā)光二極管LED的正極連接所述高速開關(guān)K的第一端，所述高速開關(guān)K的第二端和控制端連接中央處理器30。所述中央處理器30具體通過輸出高低電平來控制高速開關(guān)K的閉合與斷開狀態(tài)，來控制發(fā)光二極管LED的點亮與熄滅，當(dāng)中央處理器30的控制管腳D輸出高電平時，使高速開關(guān)K閉合，從而使發(fā)光二極管LED點亮，當(dāng)中央處理器30的控制管腳D輸出低電平時，使高速開關(guān)K斷開，從而使發(fā)光二極管LED熄滅，從而利用可見光的“有”和“無”來傳遞信息，以實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)通訊。
[0023]本發(fā)明實施例中，所述中央處理器30中設(shè)置有電阻調(diào)節(jié)單元(圖中未標(biāo)出)，所述電阻調(diào)節(jié)單元連接所述高速開關(guān)K的第二端，通過電阻調(diào)節(jié)單元輸出的電阻大小來控制發(fā)光二極管LED的亮度，使通信終端在同等條件下(如發(fā)光二極管LED功率相同的條件下)，可以通訊更遠(yuǎn)的距離。具體實施時，所述電阻調(diào)節(jié)單元為可調(diào)電阻R，所述可調(diào)電阻R設(shè)置于中央處理器中實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)可見光的亮度，當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值越小，發(fā)光二極管LED的亮度越亮；當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值越大，發(fā)光二極管LED的亮度越暗；當(dāng)然，所述可調(diào)電阻R也可以設(shè)置在中央處理器外部，實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)可見光的亮度。
[0024]請一并參閱圖2，其中，圖2為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端中可見光接收模塊的第一較佳實施的電路圖。所述可見光接收模塊20包括:可見光接收單元201、放大單元202和比較器ICl，所述可見光接收單元201通過放大單元202連接所述比較器ICl的負(fù)輸入端，所述比較器ICl的正輸入端連接參考電壓端，比較器ICl的輸出端連接中央處理器30。
[0025]其中，所述可見光接收單元201用于接收可見光，并根據(jù)可見光的亮度將所述可見光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)強(qiáng)度的電信號；所述放大單元202用于將可見光接收單元201輸出的電信號放大；所述比較器ICl用于對放大單元202處理的信號進(jìn)行量化處理，經(jīng)量化的信號被中央處理器30接收并進(jìn)行相關(guān)的處理。本實施例中，當(dāng)比較器ICl量化處理后有可見光時判定為高電平，輸出1、沒有可見光時判定為低電平，輸出0，根據(jù)“I”和“O”組成的二進(jìn)制信號，并結(jié)合LED燈的閃爍頻率供中央處理器30識別和處理實現(xiàn)通信?，F(xiàn)有射頻信號也是將無線電波信號處理為“ I”和“O”供中央處理器進(jìn)行處理，由于本發(fā)明的通信實現(xiàn)過程與現(xiàn)有的射頻信號相同，此處不再贅述。
[0026]在本發(fā)明的第一較佳實施例中，所述可見光接收單元201包括:光敏二極管Dl和第一電阻R1，所述光敏二極管Dl的負(fù)極連接VCC供電端，光敏二極管Dl的正極連接放大單元202、還通過第一電阻Rl接地。
[0027]所述放大單元202包括三極管Ql和第二電阻R2，所述三極管Ql的基極連接所述光敏二極管Dl的正極、還通過第一電阻Rl接地，所述三極管Ql的集電極通過第二電阻R2連接所述VCC供電端和所述比較器ICl的負(fù)輸入端，所述三極管Ql的發(fā)射極接地。當(dāng)然，所述放大單元202還可以采用其它方式實現(xiàn)，如采用運(yùn)算放大器，根據(jù)放大因子將光敏二極管Dl轉(zhuǎn)換的微弱電信號放大相應(yīng)的倍數(shù)。并且，所述放大單元202和比較器ICl也可以設(shè)置在中央處理器中，本發(fā)明對此不作限制。
[0028]當(dāng)光敏二極管Dl接收來自可見光的數(shù)據(jù)時，把可見光變?yōu)殡娦盘?，并通過三極管將電信號放大，輸出相應(yīng)的電壓給比較器IC1，所述比較器ICl將其與參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)該電壓值大于參考電壓時輸出I，當(dāng)該電壓值小于等于參考電壓時輸出0，經(jīng)量化的信號被中央處理器30接收并進(jìn)行相關(guān)的處理。
[0029]請參閱圖1和圖3，其中，圖3為本發(fā)明采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端中可見光接收模塊的第二較佳實施的電路圖。第二較佳實施例與第一較佳實施例相比其不同之處僅在于可見光接收單元201采用的電子元件不相同。
[0030]本實施例中，所述可見光接收單元201包括:光敏三極管Ql、第三電阻R3和第四電阻R4，所述光敏三極管Ql的集電極通過第三電阻R3連接VCC供電端，光敏三極管Ql的發(fā)射極通過第四電阻R4接地，所述三極管的基極連接光敏三極管Ql的發(fā)射極、還通過第四電阻R4接地。
[0031]當(dāng)光敏三極管Ql接收來自可見光的數(shù)據(jù)時，把可見光變?yōu)殡娦盘?，并通過三極管將電信號放大，輸出相應(yīng)的電壓給比較器IC1，所述比較器ICl將其與參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)該電壓值大于參考電壓時輸出I，當(dāng)該電壓值小于等于參考電壓時輸出0，經(jīng)量化的信號被中央處理器30接收并進(jìn)行相關(guān)的處理。
[0032]由于光的傳輸受傳輸距離(本發(fā)明的無輻射通信終端的通訊距離在十米之內(nèi))、障礙物、光的反射、折射等影響，有些場合下不適應(yīng)于采用可見光通信，因此本發(fā)明提供的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端還具有與現(xiàn)有射頻通信終端相同的功能模塊，在無法發(fā)射和接收可見光時，采用無線電波進(jìn)行通信。因此，本發(fā)明的無輻射通信終端同樣具有射頻模塊、電池、電源管理器、馬達(dá)、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、USB接口、SM卡槽、觸摸顯示屏、SD/MMC模塊、攝像頭、RAM、ROM、XO等模塊，由于其利用無線電波通信進(jìn)行通話的原理、信號識別原理(如本發(fā)明的無輻射通信終端通過時系來識別相應(yīng)通信終端的發(fā)射的可見光信號)、觸摸操作等原理與現(xiàn)有技術(shù)相同，此處不在贅述。
[0033]本發(fā)明還對應(yīng)提供一種采用可見光實現(xiàn)通信的通信系統(tǒng)，其包括至少兩個無輻射通信終端，所述無輻射通信終端之間利用可見光進(jìn)行通信。由于無輻射通信終端之間利用可見光進(jìn)行通信的方案已在上文進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此處不在贅述。
[0034]綜上所述，本發(fā)明提供的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端和通信系統(tǒng)實現(xiàn)了無輻射、節(jié)約了頻率資源、通信性能穩(wěn)定可靠、通信成本低、通信傳輸速率高等優(yōu)點。
[0035]另外，由于可見光傳輸速率達(dá)幾百兆，甚至到IGbps以上，因此本發(fā)明還具有傳輸速率高，通信的穩(wěn)定性和可靠性高的特點。并且由于本發(fā)明無需占用頻率資源，其通信成本大幅降低。
[0036]可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，包括: 用于發(fā)射可見光的可見光發(fā)射模塊； 用于接收可見光，并將可見光轉(zhuǎn)換為電信號的可見光接收模塊； 用于控制可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊的工作狀態(tài)，及對可見光發(fā)射和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的中央處理器； 所述可見光發(fā)射模塊和可見光接收模塊連接所述中央處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述可見光發(fā)射模塊包括:發(fā)光二極管和高速開關(guān)，所述發(fā)光二極管的負(fù)極接地，發(fā)光二極管的正極連接所述高速開關(guān)的第一端，所述高速開關(guān)的第二端和控制端連接中央處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，在所述中央處理器中設(shè)置有電阻調(diào)節(jié)單元，所述電阻調(diào)節(jié)單元連接所述高速開關(guān)的第二端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述可見光接收模塊包括: 用于接收可見光，并將所述可見光轉(zhuǎn)換為電信號的可見光接收單元； 用于將可見光接收單元輸出的電信號放大的放大單元； 用于對放大單元處理的信號進(jìn)行量化處理的比較器； 所述可見光接收單元通過放大單元連接所述比較器的負(fù)輸入端，所述比較器的正輸入端連接參考電壓端，比較器的輸出端連接中央處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述中央處理器具體用于輸出高電平使發(fā)光二極管點亮、輸出低電平使發(fā)光二極管熄滅；在比較器量化處理后有可見光時判定為高電平、沒有可見光時判定為低電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述可見光接收單元包括:光敏二極管和第一電阻，所述光敏二極管的負(fù)極連接VCC供電端，光敏二極管的正極連接放大單元、還通過第一電阻接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述放大單元包括三極管和第二電阻，所述三極管的基極連接所述光敏二極管的正極、還通過第一電阻接地，所述三極管的集電極通過第二電阻連接所述VCC供電端和所述比較器的負(fù)輸入端，所述三極管的發(fā)射極接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用可見光實現(xiàn)通信的無輻射通信終端，其特征在于，所述可見光接收單元包括:光敏三極管、第三電阻和第四電阻，所述光敏三極管的集電極通過第三電阻連接VCC供電端，光敏三極管的發(fā)射極通過第四電阻接地。
9.一種采用可見光實現(xiàn)通信的通信系統(tǒng)，其特征在于，包括:至少兩個如權(quán)利要求1所述的無輻射通信終端，所述無輻射通信終端之間利用可見光進(jìn)行通信。
【文檔編號】H04B10/116GK103763031SQ201410039409
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】趙士青, 羅德祥, 胡學(xué)龍, 郭愛平 申請人:惠州Tcl移動通信有限公司