[发明专利]基于LED的近距离点对点高速双向数据传输系统

权利要求书

1.一种基于LED的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述系统包括至少两个数据传输终端，其中至少一个所述数据传输终端为移动终端；所述数据传输终端包括：

双向数据通信模块，用于发送和接收LED光信号；

主控模块，启动和控制数据通过LED光信号接收和发送的通信过程；

数据存储模块，用于存储接收和发送的数据；

所述双向数据通信模块包括物理层装置、MAC层装置和数据总线；所述物理层装置包括LED光信号发射端、接收端和电源；所述LED光信号发射端包括信号调制编码电路芯片、前置放大与预均衡电路、LED驱动电路和LED光源；MAC层封装的数据信号承载于数据总线，通过信号调制编码电路芯片进行载波编码调制与并串转换，编码后的信号通过前置放大与预均衡电路处理后，作为驱动电流，加载到LED驱动电路上，使LED光源发出光信号；所述LED光信号接收端包括PD光敏探测器、PD光敏探测器电路、模数转换及信号放大与均衡电路和信号解调解码电路芯片；PD光敏探测器接收光信号，接收的信号承载于数据总线，通过PD光敏探测器电路转化为电信号，模数转换电路及信号放大与均衡电路将输出的电信号再生还原为数字信号，然后对信号进行放大与均衡滤波，最后通过信号解调解码电路芯片解码，再进行接收信号解调，并送回给接收端MAC层，恢复出发射端发送的数据；所述MAC层与PHY物理层间通过MII接口进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述可见光通信信道的通信距离为1cm—10cm之间以内，所述数据传输终端LED光信号发射端信号发射视角与LED光信号接收端信号接收视角均不超过30度。

3.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述LED光信号发射端的LED光源为白光LED发光二极管或发光LED阵列，其总功率不低于20毫瓦。

4.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述信号调制编码电路芯片和信号解调解码电路芯片选用ARM单片机芯片。

5.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，信号编码采用差分曼彻斯特编码，当信号为‘1’时，编码为‘10’；信号为‘0’时，编码为‘01’。

6.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述PD光敏检测器选用PIN光电二极管，接收波长范围为400nm~700nm，峰值响应波长为430nm~550nm。

7.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述发射端和接收端的信号放大与均衡电路采用具有自动增益控制功能的主放大器来实现信号的中间放大。

8.根据权利要求1所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述MAC层采用原始套接字收发MAC帧。

9.根据权利要求1~8任一项所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述双向数据通信模块以外接或内置的形式安装在终端中。

10.根据权利要求9所述的近距离点对点高速双向数据传输系统，其特征在于，所述双向数据通信模块以内置的形式安装在移动终端中，以移动终端的数据总线和网卡芯片的物理层、MAC层为通信接口，在移动终端主板的数据总线上嵌入总线调制信号的驱动电路；光源采用移动终端中用于夜间照明与辅助暗背景下拍照的发光LED灯或发光LED阵列。