[发明专利]一种基于可见光通信的蓝光水下传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种以蓝光通信传递水下温度传感器采集的信息的基于可见光通信的蓝光水下传感系统，属于通信技术领域。

背景技术

可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，尤其在室内场景下，可见光通信正朝照明通信一体化的方向不断发展，该技术不仅绿色节能环保，不占用频谱资源，而且对人们不会产生任何辐射伤害。

无线通信一直作为一种重要的通信手段，在现代通信领域发挥着举足轻重的作用。传统的无线通信方式需要占用日益紧缺的频谱资源，传输速率受限，并且存在着电磁干扰、传输存在安全隐患等问题。然而光通信及其关键器件的飞速发展使得可见光通信成为全球研究的热点，将可见光通信技术和USB接口技术相结合，可实现大容量数字信号的高速传输。

由于可见光通信技术具有良好的应用前景，在未来的通信领域具有重要的地位和价值，一直以来受到很多研究机构和电信运营公司的重视，日本、欧洲、美国等国家也对可见光通信的研究投入了大量的人力、物力、财力。目前，可见光通信主要应用场景为：室内移动通信、水下可见光通信、交通信号灯通信、可见光定位等。

目前，国内对水下可见光通信的研究主要集中在水下信道仿真及水下点对点通信系统的研究上，关于利用可见光通信技术组建水下传感器网络的研究几乎没有。21世纪是海洋的世纪，随着各种新型水下传感器的出现，传统水声通信已无法满足水下探测日益增长的带宽需求。水下蓝绿激光通信虽能实现水下高速、大容量数据传输，但高昂的成本及复杂的技术使其很难实现大规模应用。因此，迫切需要开展水下新型无线通信技术的研究。随着LED器件制造工艺及材料技术的不断提高，目前，商用蓝光LED不仅具有高的出光效率，而且具有相对较高的调制带宽，这为其实现水下高速通信提供了物理器件上的可行性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种操作方便、系统架构灵活多变的基于可见光通信的水下传感系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于可见光通信的蓝光水下传感系统，包括发射端和移动接收端，所述发射端为蓝光LED，在水下通过DS18B20温度传感器采集水下温度信息，通过蓝光通信传递信息，所述接收端运用光电接测器接受信息并进行小型化封装。

优选的，所述温度传感信息通过蓝光通信在水下进行传输。

优选的，所述发射端运用MSP430单片机，设计传感器采集温度程序，并同时运用锂电池在封装盒内供电。

优选的，所述发射端将输出管脚P3.4定为信息输出管脚，将信息加载到LED驱动电路上。

优选的，光发射部分是可见光通信的重要组成部分，光源和驱动电路两部分组成，所述系统由74HC14来实现光信号的放大，可将缓慢变化的输入信号转换成清晰、无抖动的输出信号。

优选的，由CH340转换的TTL电平，经过74HC14的两个非门进行信号的能量放大，来驱动后级的LED发出光信号，电源部分加了两个电容进行耦合，去除噪声和干扰。

优选的，所述系统的接收端采用集成微型化接收电路，采用S6968光电检测器实现微弱光信号检测，将接收端接收到的信息传输到PC的数据库上，进行联网，便于时刻了解水下温度。

优选的，接收端串口信号转串行总线模块采用的是传统USB接口技术，用于接收外部PC等数字设备产生的串行总线信号，传输至信号处理模块，该串行总线信号为差分信号，通常可见光通信传输信号为单端信号，因此拟采用FT232芯片实现差分信号与单端信号之间相互转换，转换后的信号采用放大、滤波、调制等处理。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：