【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可见光通信，尤其涉及一种车联网单通道半双工音频通信装置及其控制方法。
技术介绍
1、光通信技术是通过控制led(light-emitting diode,发光二极管)的亮灭来实现信息的传输，当前最先进的可见光通信的传输速率可达到gb/s。传统的无线电信号传输设备存在很多局限性，例如价格昂贵、但效率不高，比如手机，在全球通过建立数百万个基站来增强手机传输信号，但是大部分能量却消耗在设备冷却上，能量有效利用效率只有5％。相比之下，光通信技术本质上是通过光信号来实现信息的传输，所需的传输设备只需要led，且不占用现有的频带资源，因而也就不会与现有的频段设备之间产生相互干扰，从而使得可见光通信方式具有良好的通信质量和保密性，且更加的绿色环保。光通信作为射频通信的备用方案越来越受到高校、研究机构的重视。但是，当前可见光通信装置需要分别使用体积较大的发射结构和接收结构，从而限制了可见光通信技术应用领域的扩展。
2、因此，如何简化可见光通信装置的结构，从而扩大可见光通信装置的应用领域，是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种车联网单通道半双工音频通信装置及其控制方法，用于简化可见光通信装置的结构，扩大可见光通信技术的应用领域。
2、根据一些实施例，本专利技术提供了一种车联网单通道半双工音频通信装置，包括：
3、发光二极管，用于发射第一光信号并接收第二光信号，且所述发光二极管还能够将所述第二光信号转换为光生电流信号，所述第二
4、发射结构，用于与所述发光二极管连接，所述发射结构能够将所述第一音频信息加载至所述第一光信号，并驱动所述发光二极管发射所述第一光信号；
5、接收结构，用于与所述发光二极管连接，所述接收结构能够接收所述光生电流信号，并提取所述光生电流信号中的所述第二音频信息；
6、切换结构，连接所述发光二极管、所述发射结构和所述接收结构，所述切换结构能够切换所述发射结构和所述接收结构交替与所述发光二极管的导通。
7、在一些实施例中，所述发射结构包括：
8、信源，用于产生所述第一音频信号；
9、第一运算放大器，连接所述信源，且用于与所述发光二极管连接，所述第一运算放大器能够对所述第一音频信息进行放大处理，并能够驱动所述发光二极管发射加载有所述第一音频信息的所述第一光信号。
10、在一些实施例中，所述接收结构包括：
11、跨阻放大器，用于对所述发光二极管输出的所述光生电流信号进行放大处理并转换为光生电压信号；
12、第二运算放大器，连接所述跨阻放大器，用于对所述光生电压信号进行放大处理。
13、在一些实施例中，所述切换结构包括：
14、控制器，用于交替输出第一控制指令和第二控制指令；
15、第一输出端口，连接所述控制器，用于根据所述控制器输出的所述第一控制指令输出第一切换信号；
16、第二输出端口，连接所述控制器，用于根据所述控制器输出的所述第二控制指令输出第二切换信号；
17、继电器，连接所述第一输出端口、所述第二输出端口、所述发射结构和所述接收结构，所述继电器用于判断所述第一输出端口是否输出所述第一切换信号，若是，则控制所述发射结构与所述发光二极管导通；所述继电器还用于判断所述第二输出端口是否输出所述第二切换信号，若是，则控制所述接收结构与所述发光二极管导通。
18、在一些实施例中，所述切换结构还包括：
19、计数器，连接所述控制器，所述计数器用于计算切换时间，所述控制器用于根据所述切换时间交替输出所述第一控制指令和所述第二控制指令。
20、在一些实施例中，所述切换结构包括：
21、切换开关，连接所述发射结构和所述接收结构，所述切换开关用于判断是否接收到第一切换指令，若是，则控制所述发射结构与所述发光二极管导通；所述切换开关还用于判断是否接收到第二切换指令，若是，则控制所述接收结构与所述发光二极管导通。
22、在一些实施例中，所述切换开关包括单刀双掷开关。
23、在一些实施例中，还包括：
24、聚焦透镜，设置于所述发光二极管的出光面上，用于对所述第一光信号和所述第二光信号进行聚焦处理。
25、根据另一些实施例，本专利技术还提供了一种如上所述的车联网单通道半双工音频通信装置的控制方法，包括如下步骤：
26、导通所述发射结构和所述发光二极管，并驱动所述发光二极管发射加载有所述第一音频信息的所述第一光信号；
27、断开所述发射结构与所述发光二极管之间的连接，并导通所述接收结构与所述发光二极管，使得所述发光二极管能够接收加载有所述第二音频信息的所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为所述光生电流信号。
28、在一些实施例中，断开所述发射结构与所述发光二极管之间的连接，并导通所述接收结构与所述发光二极管的具体步骤包括：
29、判断是否达到切换时间，若是，则断开所述发射结构与所述发光二极管之间的连接，并导通所述接收结构与所述发光二极管。
30、本专利技术提供的车联网单通道半双工音频通信装置及其控制方法，使用同一个发光二极管在不同的时间内分别作为发射光源和接收探测器，实现半双工音频通信，不仅成本低，适用范围广，还能够嵌入车灯系统，实现车联网应用，不仅简化了可见光通信装置的结构，还扩大了可见光通信技术的应用领域。而且，本专利技术提供的车联网单通道半双工音频通信装置易于集成，适用范围广，对准难度低，在传统通信手段受限时，还能够作为一种有效的紧急补充通信手段。
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1.一种车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述发射结构包括：
3.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述接收结构包括：
4.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换结构包括：
5.根据权利要求4所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换结构还包括：
6.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换结构包括：
7.根据权利要求6所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换开关包括单刀双掷开关。
8.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，还包括：
9.一种如权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的车联网单通道半双工音频通信装置的控制方法，其特征在于，断开所述发射结构与所述发光二极
...【技术特征摘要】
1.一种车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述发射结构包括：
3.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述接收结构包括：
4.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换结构包括：
5.根据权利要求4所述的车联网单通道半双工音频通信装置，其特征在于，所述切换结构还包括：
6.根据权利要求1所述的车联网单通道半双工音频通信装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永进，綦子骞，王林宁，刘鹏展，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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