全双工深紫外光通信装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种全双工深紫外光通信装置及其控制方法。全双工深紫外光通信装置包括发射模块、接收模块和控制模块；发射模块包括采集单元、第一交换集成单元、驱动单元、加速开关电路、晶体管驱动单元和深紫外LED阵列；采集单元用于接收待发送的信息；第一交换集成单元用于将多口RJ45并行输入数据汇总并转换成单口RJ45并行输出数据形式；控制模块用于形成调制信号；接收模块包括光电探测器、运放滤波电路、模数转换单元、第二交换集成单元和用户交互单元；控制模块用于形成解调信号；第二交换集成单元用于将单口RJ45并行输入数据形式的解调信号转换成多口RJ45并行输出数据形式。本发明专利技术实现了高保密性的数据传输，并且能够有效提高信号的传输质量。

【技术实现步骤摘要】
全双工深紫外光通信装置及其控制方法
本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种全双工深紫外光通信装置及其控制方法。
技术介绍
紫外光通信是以大气分子和子溶胶粒子的散射和吸收为基础进行的光通信技术。日盲区的存在，为工作在该波段的紫外光通信装置提供了一个良好的通信背景。由于紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术，因此，紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，但吸收作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。其次，在光通信中，由于外界环境中各种噪声以及其他一些不可预知的因素，在光传输的过程中极易造成信息错误。一类错误是由于外界环境中不同波段的光干扰导致的突发性错误，即错误比特连续出现，极易影响通信链路的稳定性与通信质量；另一类错误是沙尘颗粒等物理因素导致的直距阻碍或反射干扰，也会在一定程度上提高光通信传输的误码率，从而限制了光通信技术的应用领域。因此，如何改善光通信过程中多媒体信息传输质量差、保密性低的问题，以提高多媒体信息的光传输效率，是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种全双工深紫外光通信装置及其控制方法，用以解决现有的光通信传输方法在传输信息方面质量较差、保密性较低的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种全双工深紫外光通信装置，包括发射模块、接收模块和控制模块；其中：所述发射模块包括采集单元、第一交换集成单元、驱动单元、加速开关电路、晶体管驱动单元和深紫外LED阵列；所述采集单元用于接收待发送的信息；所述第一交换集成单元用于将来自于所述采集单元的多口RJ45并行输入数据形式的所述待发送的信息汇总并转换成单口RJ45并行输出数据形式，并传输至所述控制模块；所述控制模块用于对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行信道编码和二进制频移键控调制，形成调制信号后传输至所述加速开关电路；所述驱动单元用于向所述深紫外LED阵列提供电源驱动信号，且所述驱动单元的输出端连接所述加速开关电路，所述加速开关电路将所述调制信号加载至所述电源驱动信号；所述晶体管驱动单元的输入端连接所述加速开关电路、输出端连接所述深紫外LED阵列，用于驱动所述深紫外LED阵列发射第一深紫外调制光信号；所述接收模块包括光电探测器、运放滤波电路、模数转换单元、第二交换集成单元和用户交互单元；所述光电探测器用于接收来自于外界的第二深紫外调制光信号，并将所述第二深紫外调制光信号转换为电信号；所述运放滤波电路用于将所述电信号通过两级负反馈进行放大；所述模数转换单元用于将放大后的所述电信号进行判决处理，并输出成规整数字波形信号；所述控制模块用于将所述规整数字波形信号解调，形成解调信号；所述第二交换集成单元用于将来自于所述控制模块的单口RJ45并行输入数据形式的所述解调信号转换成多口RJ45并行输出数据形式，得到待接收的信息；所述用户交互单元，用于输出所述待接收的信息。可选的，所述控制模块用于对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行IP位同步确认，并经由二进制频移键控调制处理与RS信道编码处理后形成调制信号，再将所述调制信号压入FIFO存储器的发送缓存区，最后以锁相环规定时钟周期向所述加速开关电路输出所述调制信号。可选的，所述控制模块还用于检测所述规整数字波形信号的输出位、同步标志位和比特流数据，并根据检测到的所述输出位、所述同步标志位和所述比特流数据判断是否接收到完整字节，若是，则将所述规整数字波形信号存储至FIFO存储器的待解码数据区；所述控制模块中的RS解码顶层从所述FIFO存储器的所述待解码数据区中读取数据并进行解码处理，并在解码的同时校验所述待解码数据区中存储的数据是否发生误码，以确定是否满足透明传输数据包的格式；所述控制模块在确认所述待解码数据区中存储的数据满足透明传输数据包的格式后，直接将解码后的解调信号写入到所述FIFO存储器的接收缓冲区，所述控制模块中的顶层收发单元通过以太网向所述第二交换集成单元传输所述解调信号。可选的，所述用户交互单元包括一触摸显示屏；所述触摸显示屏还用于接收用户发出的指令，所述控制模块根据所述指令执行相应的操作。可选的，所述指令包括调整所述全双工深紫外光通信装置的工作状态和所述采集单元的远程控制，所述工作状态包括关闭状态、信号发射状态、信号接收状态、信号发射接收全双工状态中的一种或者两种以上。可选的，所述发射模块还包括：散热单元，设置于所述深紫外LED阵列外围，用于对所述深紫外LED阵列进行散热处理。可选的，所述接收模块还包括：滤波片，设置于所述光电探测器的接收端，用于滤除夹杂于所述第二深紫外调制光信号中的背景光。为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种如上述任一项所述的全双工深紫外光通信装置的控制方法，包括如下步骤：接收一待发送的信息；将多口RJ45并行输入数据形式的所述待发送的信息汇总并转换成单口RJ45并行输出数据形式；对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行信道编码和二进制频移键控调制，形成调制信号；将所述调制信号加载至所述深紫外LED阵列的电源驱动信号之后，驱动所述深紫外LED阵列发射第一深紫外调制光信号；接收来自于外界的第二深紫外调制光信号，并将其转换为电信号；将所述电信号通过两级负反馈进行放大；将放大后的所述电信号进行判决处理，形成规整数字波形信号；将所述规整数字波形信号解调，形成解调信号；将单口RJ45并行输入数据形式的所述解调信号转换成多口RJ45并行输出数据形式，得到待接收的信息；输出所述待接收的信息。可选的，形成调制信号的具体步骤包括：对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行IP位同步确认；经由二进制频移键控调制处理与RS信道编码处理后形成调制信号；将所述调制信号压入FIFO存储器的发送缓存区；以锁相环规定时钟周期输出所述调制信号。可选的，形成解调信号的具体步骤包括：检测所述规整数字波形信号的输出位、同步标志位和比特流数据，并根据检测到的所述输出位、所述同步标志位和所述比特流数据判断是否接收到完整字节，若是，则将所述规整数字波形信号存储至FIFO存储器的待解码数据区；从所述FIFO存储器的所述待解码数据区中读取数据并进行解码处理，并在解码的同时校验所述待解码数据区中存储的数据是否发生误码，以确定是否满足透明传输数据包的格式；在确认所述待解码数据区中存储的数据满足透明传输数据包的格式后，直接将解码后的解调信号写入到所述FIFO存储器的接收缓冲区，并通过以太网传输所述解调信号。本专利技术提供的全双工深紫外光通信装置及其控制方法，采用深紫外光作为信号传输的载体，实现了高保密性的数据传输，且深紫外光抗干扰能力强，从而能够有效提高信号的传输质量。同时，所述全双工深紫外光通信装置可用于非视距通信，且其具有很高的信噪比以及不需要跟踪瞄准等特点，从而有助于扩展深紫外光通信技术的应用领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全双工深紫外光通信装置，其特征在于，包括发射模块、接收模块和控制模块；其中：/n所述发射模块包括采集单元、第一交换集成单元、驱动单元、加速开关电路、晶体管驱动单元和深紫外LED阵列；所述采集单元用于接收待发送的信息；所述第一交换集成单元用于将来自于所述采集单元的多口RJ45并行输入数据形式的所述待发送的信息汇总并转换成单口RJ45并行输出数据形式，并传输至所述控制模块；所述控制模块用于对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行信道编码和二进制频移键控调制，形成调制信号后传输至所述加速开关电路；所述驱动单元用于向所述深紫外LED阵列提供电源驱动信号，且所述驱动单元的输出端连接所述加速开关电路，所述加速开关电路将所述调制信号加载至所述电源驱动信号；所述晶体管驱动单元的输入端连接所述加速开关电路、输出端连接所述深紫外LED阵列，用于驱动所述深紫外LED阵列发射第一深紫外调制光信号；/n所述接收模块包括光电探测器、运放滤波电路、模数转换单元、第二交换集成单元和用户交互单元；所述光电探测器用于接收来自于外界的第二深紫外调制光信号，并将所述第二深紫外调制光信号转换为电信号；所述运放滤波电路用于将所述电信号通过两级负反馈进行放大；所述模数转换单元用于将放大后的所述电信号进行判决处理，并输出成规整数字波形信号；所述控制模块用于将所述规整数字波形信号解调，形成解调信号；所述第二交换集成单元用于将来自于所述控制模块的单口RJ45并行输入数据形式的所述解调信号转换成多口RJ45并行输出数据形式，得到待接收的信息；所述用户交互单元，用于输出所述待接收的信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全双工深紫外光通信装置，其特征在于，包括发射模块、接收模块和控制模块；其中：
所述发射模块包括采集单元、第一交换集成单元、驱动单元、加速开关电路、晶体管驱动单元和深紫外LED阵列；所述采集单元用于接收待发送的信息；所述第一交换集成单元用于将来自于所述采集单元的多口RJ45并行输入数据形式的所述待发送的信息汇总并转换成单口RJ45并行输出数据形式，并传输至所述控制模块；所述控制模块用于对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行信道编码和二进制频移键控调制，形成调制信号后传输至所述加速开关电路；所述驱动单元用于向所述深紫外LED阵列提供电源驱动信号，且所述驱动单元的输出端连接所述加速开关电路，所述加速开关电路将所述调制信号加载至所述电源驱动信号；所述晶体管驱动单元的输入端连接所述加速开关电路、输出端连接所述深紫外LED阵列，用于驱动所述深紫外LED阵列发射第一深紫外调制光信号；
所述接收模块包括光电探测器、运放滤波电路、模数转换单元、第二交换集成单元和用户交互单元；所述光电探测器用于接收来自于外界的第二深紫外调制光信号，并将所述第二深紫外调制光信号转换为电信号；所述运放滤波电路用于将所述电信号通过两级负反馈进行放大；所述模数转换单元用于将放大后的所述电信号进行判决处理，并输出成规整数字波形信号；所述控制模块用于将所述规整数字波形信号解调，形成解调信号；所述第二交换集成单元用于将来自于所述控制模块的单口RJ45并行输入数据形式的所述解调信号转换成多口RJ45并行输出数据形式，得到待接收的信息；所述用户交互单元，用于输出所述待接收的信息。


2.根据权利要求1所述的全双工深紫外光通信装置，其特征在于，所述控制模块用于对单口RJ45并行输出数据形式的所述待发送信息进行IP位同步确认，并经由二进制频移键控调制处理与RS信道编码处理后形成调制信号，再将所述调制信号压入FIFO存储器的发送缓存区，最后以锁相环规定时钟周期向所述加速开关电路输出所述调制信号。


3.根据权利要求1所述的全双工深紫外光通信装置，其特征在于，所述控制模块还用于检测所述规整数字波形信号的输出位、同步标志位和比特流数据，并根据检测到的所述输出位、所述同步标志位和所述比特流数据判断是否接收到完整字节，若是，则将所述规整数字波形信号存储至FIFO存储器的待解码数据区；
所述控制模块中的RS解码顶层从所述FIFO存储器的所述待解码数据区中读取数据并进行解码处理，并在解码的同时校验所述待解码数据区中存储的数据是否发生误码，以确定是否满足透明传输数据包的格式；
所述控制模块在确认所述待解码数据区中存储的数据满足透明传输数据包的格式后，直接将解码后的解调信号写入到所述FIFO存储器的接收缓冲区，所述控制模块中的顶层收发单元通过以太网向所述第二交换集成单元传输所述解调信号。


4.根据权利要求1所述的全双工深紫外光通信装置，其特征在于，所述用户交互单元包括一触摸显示屏；
所述触摸显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永进，王林宁，
申请(专利权)人：苏州亮芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32