一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统技术方案

技术编号：42371147 阅读：6 留言：0更新日期：2024-08-16 14:53

本发明专利技术公开了一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统，属于数据传输技术领域。本发明专利技术的系统由电源部分、发射部分和接收部分组成，首先稳压模块分别将输入电压稳定至12V和15V，而后由双电源模块将单电源转变为双电源±5V，对接收电路和带通滤波器进行供电，使其正常工作；接着将待传输模拟信号直接加载到白光LED上，通过改变光源的强度来实现信号调制，最后由PIN二极管接收信号并对其进行处理，从而实现音频信号和图像信息的传输。系统选择强度调制直接检测的通信方式，主要由输入模拟信号、光发送机、光通道、光接收机组成。由于该方式不需要使用复杂的调制、解调电路和外部调制器，系统结构更简单，减少了系统的故障点，适应性强。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据传输，特别涉及一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统。

技术介绍

1、随着新兴信息产业的发展以及移动互联网的不断演进，人类社会正迈向以“万物感知、万物互联、万物智能”为特征的数字化智能时代，对高速率、低延时的信息交互提出了更高需求，而射频频谱资源无法满足此需求。与射频通信的频谱需要分配不同，可见光通信(visible light communication，vlc)使用的频段属于空白频谱，无需授权就可使用。它利用可见光波段进行信息传输，具有传输速率高、安全性好、频谱资源丰富等优点，被誉为面向未来的绿色通信技术，在智能家居、智能城市等领域展现出巨大的应用潜力。

2、然而，尽管vlc技术具有诸多优势，但其在实际应用中仍存在一些明显的技术缺点。其中，最为突出的问题之一是成本较高。传统的vlc系统通常采用复杂的器件和昂贵的设备，导致整体成本居高不下，难以大规模推广应用。此外，vlc系统的产率也受到一定限制，尤其是在高速通信时，系统稳定性和可靠性往往难以保证。

3、针对上述问题，本专利技术设计了一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统。该系统可实现在正常照明的同时传输音频信号和图像信息，为无线通信提供了新的频谱资源，且由于可见光传播具有不易受干扰和限制等特点，该系统传输信息安全性能更好。通过对光信号的强度进行精确控制，实现了信息的高效传输。同时，直接检测技术也大大简化了接收端的结构，降低了系统成本，为vlc技术的推广应用提供了新的可能。

技术实现思路</p>

1、本专利技术目的就在于为了解决上述的问题，而提供一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统。

2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：包括选择im/dd的通信方式，其特征在于：发射部分和接收部分两大主体，通过对传输信号的特性进行分析，设计对应的基本架构，其中，

3、(1)发射部分为光驱动电路，通过大功率晶体管驱动led在照明的同时传输信号，电路选取射极偏置电路，可以有效地避免三极管电流放大倍数、基极-发射极电压等参量随温度变化而对静态工作点造成的影响。

4、(2)接收部分由跨阻放大器和幅值放大器组成，跨阻放大器选取光伏模式，将电流转换成电压，测量微小的电信号，幅值放大器则对其进行幅度放大，最后将模拟信号传输至外设装置。

5、进一步地，信号传输分为音频信号和图像信号，其中，

6、音频信号通过光驱动电路，使led完成正常照明功能，并将电信号转换成光信号，而后光电检测器将检测到的光信号转换为电信号，便于系统对其进行处理和幅度放大，然后将放大后的模拟信号传输至带通滤波器，滤出一段音频信号，对比经过滤波器前后的音频信号；

7、图像信号通过模拟摄像头产生图像信息，经过光驱动电路，驱动led照明并传输图像信息，进行电光转换，而后光电检测器将检测到的微小信号转换成电信号，再对该信号进行幅度放大，然后将放大后的信号传输至录像机，最后使图像信息在屏幕上显示。

8、进一步地，led选择了高光效高显色的12v 3w的普瑞灯珠。

9、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：

10、(1)通过控制发光二极管高速明暗闪烁来传输信息，vlc拥有超宽的光谱频段(430thz)，可极大地拓展可用带宽资源，突破未来通信网络所面临的频谱资源瓶颈。

11、(2)可见光通信可以优化照明环境，提供更高亮度、更柔和光线的照明效果，提高了人们的生活质量。同时充分发挥了发光二极管作为新型节能光源的优势，实现了照明、智能控制和智能通信的有机结合，为物联网应用打开了崭新的局面。

12、(3)该系统选择强度调制直接检测的通信方式，主要由输入模拟信号、光发送机、光通道、光接收机组成。由于该方式不需要使用复杂的调制、解调电路和外部调制器，系统结构更简单，减少了系统的故障点,适应性强；且所需的元器件和电路较少，具有较低的实现成本和更快的响应速度，能够适应高速数据传输，更具市场竞争力。

13、(4)本专利技术采用的im/dd方式具有结构简单、功耗小等优点，非常适合短距离高速通信场景。

14、(5)此系统具有较好的兼容性和扩展性，可以与其他无线通信技术相结合，形成更为完善的通信网络。

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【技术保护点】

1.一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统，其特征在于：包括选择IM/DD的通信方式，光通信系统包含发射部分和接收部分两大主体，通过对传输信号的特性进行分析，设计对应的基本架构，其中，

2.根据权利要求1所述的一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统，其特征在于：信号传输分为音频信号和图像信号，具体传输过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统，其特征在于：LED选择了高光效高显色的12V 3W的普瑞灯珠。

【技术特征摘要】

1.一种基于强度调制直接检测方式的可见光通信系统，其特征在于：包括选择im/dd的通信方式，光通信系统包含发射部分和接收部分两大主体，通过对传输信号的特性进行分析，设计对应的基本架构，其中，

2.根据权利要求1所述的一种基于强度调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华卫，刘可薇，杜松灵，宋培元，杨毅，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人