用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可見光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可見光通信(VLC, Visible Light Communicat1n)是一種利用LED燈的快速響應(yīng)特性，發(fā)出肉眼覺察不到的高速明暗閃爍信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦途G色信息技術(shù)，可使LED照明設(shè)備具備“無線路由器”、“通信基站”、“網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)”甚至“GPS衛(wèi)星”的功能，可應(yīng)用于室內(nèi)定位、交通信號(hào)燈通信、保密系統(tǒng)、潛艇、機(jī)艙等的多媒體應(yīng)用。
[0003]響應(yīng)國(guó)家節(jié)能號(hào)召，LED燈已廣泛應(yīng)用，但作為可見光通信的信號(hào)源，目前的LED燈并沒有配備專門的可見光通信功能，隨著可見光通信產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模推進(jìn)，原有的LED燈具全部替換顯然是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，對(duì)其進(jìn)行安全可行的改造是必然之舉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何利用LED燈來實(shí)現(xiàn)可見光通信。
[0005]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，連接于LED燈具的LED燈驅(qū)動(dòng)電源與LED燈之間；包括電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路；
[0006]所述電源控制電路用以將所述LED燈驅(qū)動(dòng)電源輸入的電處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路；
[0007]所述控制電路MCU用以響應(yīng)外部輸入和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則輸出根據(jù)通信所需光信號(hào)的編碼要求獲得的調(diào)制信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)電路；
[0008]所述驅(qū)動(dòng)電路用以將自所述控制電路MCU接收到的所述調(diào)制信號(hào)處理為相應(yīng)的所需電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路；
[0009]所述調(diào)制電路用以響應(yīng)所述電信號(hào)，以相應(yīng)的調(diào)制頻率和調(diào)制深度控制所述LED燈的亮暗。
[0010]可選的，所述調(diào)制電路、LED燈以及LED燈驅(qū)動(dòng)電源串聯(lián)構(gòu)成回路，且通過所述調(diào)制電路提供的阻抗的大小變化實(shí)現(xiàn)所述LED燈的亮暗。
[0011]可選的，所述電源控制電路進(jìn)一步用以將輸入的電進(jìn)行降壓處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路。
[0012]可選的，所述控制電路MCU輸出的調(diào)制信號(hào)為高、低電平信號(hào)。
[0013]可選的，所述調(diào)制電路至少包括M0S場(chǎng)效應(yīng)管，所述M0S場(chǎng)效應(yīng)管與所述LED燈串聯(lián)，且其柵極連接所述驅(qū)動(dòng)電路。
[0014]可選的，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步用以對(duì)所述調(diào)制信號(hào)放大處理后得到所述電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路。
[0015]本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的線路設(shè)計(jì)，將電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路添加于原有的LED燈具中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈光亮度的調(diào)制，使得LED燈發(fā)出通信信號(hào)，作為可見光通信的前端發(fā)射電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式靈活，可靠性高，適用于多種LED燈具。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明提供的用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)對(duì)外連接的示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明提供的用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā)明提供的用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本發(fā)明可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤(rùn)色。
[0019]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明提供了一種用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，連接于LED燈具的LED燈驅(qū)動(dòng)電源與LED燈之間；包括電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路；
[0020]所述電源控制電路用以將所述LED燈驅(qū)動(dòng)電源輸入的電處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路；
[0021 ] 所述控制電路MCU用以響應(yīng)外部輸入和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則輸出根據(jù)通信所需光信號(hào)的編碼要求獲得的調(diào)制信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)電路；
[0022]所述驅(qū)動(dòng)電路用以將自所述控制電路MCU接收到的所述調(diào)制信號(hào)處理為相應(yīng)的所需電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路；
[0023]所述調(diào)制電路用以響應(yīng)所述電信號(hào)，以相應(yīng)的調(diào)制頻率和調(diào)制深度控制所述LED燈的亮暗。
[0024]有關(guān)所述電源控制電路:
[0025]在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，所述電源控制電路進(jìn)一步用以將輸入的電進(jìn)行降壓處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路。再進(jìn)一步具體來說，所述電源控制電路接于LED燈驅(qū)動(dòng)電源兩端，將寬范圍高壓直流信號(hào)降壓處理為低壓穩(wěn)定輸出，分別為所述控制電路MCU和驅(qū)動(dòng)電路提供電壓。
[0026]再進(jìn)一步來說，所述電源控制電路連接于LED燈驅(qū)動(dòng)電源兩端，目前為適應(yīng)不同數(shù)量串聯(lián)的LED燈，常用驅(qū)動(dòng)電源的輸出范圍20V?80V之間，所以電源控制電路選用寬輸入降壓穩(wěn)壓電路，將直流高壓電源降低為5V或3.3V輸出，為所述控制電路MCU和驅(qū)動(dòng)電路提供電壓。
[0027]有關(guān)所述控制電路MCU:
[0028]在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，所述控制電路MCU輸出的調(diào)制信號(hào)為高、低電平信號(hào)。進(jìn)一步來說，控制電路MCU根據(jù)光信號(hào)的不同編碼要求，控制I/O管腳輸出高低電平，電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大，進(jìn)而控制調(diào)制電路的高速通斷。可見，在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步用以對(duì)所述調(diào)制信號(hào)放大處理后得到所述電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路。
[0029]有關(guān)所述調(diào)制電路:
[0030]所述調(diào)制電路、LED燈以及LED燈驅(qū)動(dòng)電源串聯(lián)構(gòu)成回路，且通過所述調(diào)制電路提供的阻抗的大小變化實(shí)現(xiàn)所述LED燈的亮暗。其中之一的可選方案為:所述調(diào)制電路至少包括MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述M0S場(chǎng)效應(yīng)管與所述LED燈串聯(lián)，且其柵極連接所述驅(qū)動(dòng)電路。該方案中選擇M0SFET場(chǎng)效應(yīng)管，它具有輸入阻抗大，效應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
[0031]具體來說，所述調(diào)制電路的作用是調(diào)節(jié)可見光信號(hào)的調(diào)制深度，在控制調(diào)制開關(guān)高速通斷的過程中，回路中的阻抗在高速變化，電路電流隨之變化，LED燈的亮度也隨之變化，負(fù)載阻抗值變化越大，電流變化越大，調(diào)制深度越大，即，所述調(diào)制電路，串聯(lián)連接于LED恒流電路，決定可見光信號(hào)的調(diào)制深度，阻抗變化越大，調(diào)制深度越深。這樣，就將二進(jìn)制編碼“ 0110001…”轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ED燈光的亮度變化，通過燈光傳輸出去了，比如，0可用相對(duì)較暗的亮度來表示，1用相對(duì)較亮的亮度來表示，所以，本發(fā)明描述的LED燈的亮暗，并非特指絕對(duì)的亮與暗，可以是指相對(duì)的亮暗程度。
[0032]可見，所述電源控制電路連接于LED燈驅(qū)動(dòng)電源兩端，分別為所述控制電路和驅(qū)動(dòng)電路提供電源，控制電路MCU輸出控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大，進(jìn)而控制調(diào)制電路的阻抗高速變化，進(jìn)而控制阻抗接入LED恒流電路的時(shí)間，就將有用信號(hào)疊加到LED燈光亮度的變化中，實(shí)現(xiàn)可見光通信。
[0033]除此以外，還需指出的是，本發(fā)明連接于原有LED燈具的驅(qū)動(dòng)電源和LED燈之間，安裝改造的工程難度較低，無需對(duì)LED燈具重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，適用于大多數(shù)LED燈具的情況。
[0034]綜上所述，本發(fā)明通過簡(jiǎn)單的線路設(shè)計(jì)，將電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路添加于原有的LED燈具中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈光亮度的調(diào)制，使得LED燈發(fā)出通信信號(hào)，作為可見光通信的前端發(fā)射電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式靈活，可靠性高，適用于多種LED燈具。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，連接于LED燈具的LED燈驅(qū)動(dòng)電源與LED燈之間；其特征在于:包括電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路； 所述電源控制電路用以將所述LED燈驅(qū)動(dòng)電源輸入的電處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路； 所述控制電路MCU用以響應(yīng)外部輸入和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則輸出根據(jù)通信所需光信號(hào)的編碼要求獲得的調(diào)制信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)電路； 所述驅(qū)動(dòng)電路用以將自所述控制電路MCU接收到的所述調(diào)制信號(hào)處理為相應(yīng)的所需電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路； 所述調(diào)制電路用以響應(yīng)所述電信號(hào)，以相應(yīng)的調(diào)制頻率和調(diào)制深度控制所述LED燈的殼暗Ο2.如權(quán)利要求1所述的用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)制電路、LED燈以及LED燈驅(qū)動(dòng)電源串聯(lián)構(gòu)成回路，且通過所述調(diào)制電路提供的阻抗的大小變化實(shí)現(xiàn)所述LED燈的亮暗。3.如權(quán)利要求1所述的用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于:所述電源控制電路進(jìn)一步用以將輸入的電進(jìn)行降壓處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路。4.如權(quán)利要求1所述的可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路MCU輸出的調(diào)制信號(hào)為高、低電平信號(hào)。5.如權(quán)利要求1所述的可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)制電路至少包括M0S場(chǎng)效應(yīng)管，所述M0S場(chǎng)效應(yīng)管與所述LED燈串聯(lián)，且其柵極連接所述驅(qū)動(dòng)電路。6.如權(quán)利要求1所述的可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步用以對(duì)所述調(diào)制信號(hào)放大處理后得到所述電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用以可見光通信的可見光調(diào)制系統(tǒng)，連接于LED燈具的LED燈驅(qū)動(dòng)電源與LED燈之間；包括電源控制電路、控制電路MCU、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制電路；所述電源控制電路用以將所述LED燈驅(qū)動(dòng)電源輸入的電處理后供應(yīng)至所述控制電路MCU與驅(qū)動(dòng)電路；所述控制電路MCU用以響應(yīng)外部輸入和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則輸出根據(jù)通信所需光信號(hào)的編碼要求獲得的調(diào)制信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路用以將自所述控制電路MCU接收到的所述調(diào)制信號(hào)處理為相應(yīng)的所需電信號(hào)輸入至所述調(diào)制電路；所述調(diào)制電路用以響應(yīng)所述電信號(hào)，以相應(yīng)的調(diào)制頻率和調(diào)制深度控制所述LED燈的亮暗。
【IPC分類】H04B10/516, H04B10/116
【公開號(hào)】CN105429704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510859486
【發(fā)明人】呂振彬, 曹李莉, 劉真富, 平佳偉, 宋哲, 周雷
【申請(qǐng)人】上海航天測(cè)控通信研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日