[实用新型]白光LED楼宇可见光数字传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字传输系统，具体涉及一种白光LED楼宇可见光数字传输系统。

背景技术

随着城市建设的持续发展，企业、小区、道路建设的规范化，楼宇智能化、信息化传输得到逐步开展和普及。目前城市楼宇间无线信息传输大多采用激光和红外技术，虽然目前激光和红外光源具有可靠和隔离电气干扰等特点，但仍然存在以下不足：激光通信通常需大功率激光源和大量资金支持，激光存在安全问题，可能会对人眼和人体产生伤害；红外光源发射功率有限，传输过程易被尘埃、雨水等物质吸收，通信距离短，红外线也存在安全问题，可被人眼的晶状体、虹膜和睫状体吸收，可能导致视网膜的损伤；此外，激光和红外光皆不能作为照明光源，传输光路复杂，接收对准技术要求高，在楼宇间短距离通信的应用受到限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是传统楼宇无线光通信(激光、红外)功耗高、成本大、安全和功能单一等问题，提供一种具有照明与通信的双重功能的白光LED楼宇可见光数字传输系统。

为解决上述问题，本实用新型所设计的白光LED楼宇可见光数字传输系统，包括光发射模块、大气信道和光接收模块；光发射模块和光接收模块分别架设于相隔一定距离的楼宇楼顶；大气信道位于光发射模块和光接收模块之间。光发射模块包括发射单片机控制电路、信号输入处理电路、驱动电路和白光LED光源；发射单片机控制电路经由信号输入处理电路与驱动电路相连，驱动电路连接白光LED光源。光接收模块包括接收光学系统、光电探测器、信号处理输出电路、接收单片机控制电路；接收光学系统经由光电探测器与信号处理输出电路相连，信号处理输出电路的输出端连接接收单片机控制电路。白光LED光源与接收光学系统位置相对，两者之间通过大气信道进行信号无线传输。

上述方案中，所述白光LED光源包括采用阵列形式排列而成的LED面光源和光杯，LED面光源设置在光杯的焦点处。

上述方案中，所述信号输入处理电路为采用差分曼切斯特编码的光信号FPGA编码电路。

上述方案中，所述驱动电路包括LED恒流驱动模块和亮度控制电路，其中LED恒流驱动模块的输出端分为两路，一路通过亮度控制电路与白光LED光源相连，另一路则直接与白光LED光源相连。

上述方案中，所述驱动电路内还设有光敏电阻。

上述方案中，所述接收光学系统为光学透镜。

上述方案中，所述光电探测器为PIN光电二极管。

上述方案中，所述信号处理输出电路包括前置放大电路、自动增益控制电路、限幅电路和光信号FPGA解码电路组成，其中前置放大电路与光电探测器相连，前置放大电路的输出端经由自动增益控制电路连接至限幅电路，限幅电路与光信号FPGA解码电路连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、采用对人眼和人体无伤害的辐射光白光LED构建一种新颖的LED室外可见光传输系统，这样不仅可利用现有的传输线路进行通信链路扩展、无需另外架设传输介质便可进行快速灵活组网；而且可见光通信具有不占用无线电频谱、无电磁干扰和保密性好等光通信传统优势，从而使得本实用新型能够同时实现照明和通信的双重功能；

2、系统白天不进行照明，当有数据传送时，启动白光LED光源，并进行数据传输，传输完毕关闭白光LED光源；而在晚上时则可在照明的基础上，同时进行数据传输；

3、采用差分曼切斯特编码能够有效解决传统编码长连零问题，保证在发送数据时LED不发生闪烁现象；

4、在强背景光(太阳光)干扰下，采用适当的光学系统进行光路处理，实现LED室外可见光有效传输，在标准照明条件下，传输距离可达30-50米，接收灵敏度可达到-30dBm；

5、具有体积小、重量轻、成本低、安全性好等优点。

附图说明

图1为一种白光LED楼宇可见光数字传输系统的系统原理框图。

具体实施方式