[发明专利]基于光通信技术的柔性电子通信系统及其应用

说明书

本发明公开了一种基于光通信技术的柔性电子通信系统，包括电压调制模拟信号模块，LED发光二极管，光接收模块，信号解调及反馈模块；电压调制模拟信号将柔性电子传感器获取得到的原始信号调制为特定的电压信号驱动LED发光二极管发光；光探测器获取通过大气传输的光信号，通过电流变化情况表征LED发光二极管的光强度和发光频率，进而改变负载电阻两端电压；信号解调及反馈模块解调出相应的通信信息，并对环境刺激做出相应的反应或执行相应的远程控制指令。本发明为柔性电子通信，机器人对于环境信号的感知方式和人对于远程机器人的控制提供一种带有视觉反馈的解决途径，以提供除传统的有线通信和无线通信之外另一种通信方式。

技术领域

本发明涉及柔性电子通信系统，具体涉及一种基于光通信技术的柔性电子通信系统，同时还涉及该系统在机器人对于环境信号的感知方式和人对于机器人远程控制的应用。

背景技术

随着柔性电子技术以及未来集成表皮感知系统的人形机器人的快速发展，机器人对于信号的自我感知以及人对于机器人的远程控制都将需要通信方式的参与。目前，柔性电子技术常用的通信方案多为无线蓝牙模式，其需要复杂的电路系统，同时，缺乏有效的视觉或听觉反馈。

与基于无线电波传输的蓝牙相比，基于光波传输的光通信模式，以其更宽的传输频带，更大的通信容量以及更强的抗电磁干扰能力，在通信领域具有更大的应用优势。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明将光通信模式应用到柔性电子领域，提供了一种基于光通信技术的柔性电子通信系统，本发明的另一目的是提供该柔性电子通信系统在机器人对于环境信号的感知方式及人对机器人进行远程控制上的应用，以提供除传统的有限通信和无线通信之外另一种通信方式。

技术方案：一种基于光通信的柔性电子通信系统，包括：

柔性传感器，用于获取原始信号，包括待感知的自然环境信号、远程控制信号、阵列化信号；

电压调制模拟信号模块，将所述自然模拟信号转化为可驱动LED发光二极管发光的电压信号，所述电压信号与所述原始信号一一对应，通过频率和幅度变化携带不同的通信信息；

LED发光二极管，根据电压调制模拟信号模块的电压输出模式发光；

光接收模块，包括驱动电源，光探测器和负载电阻，所述光探测器获取通过大气环境传输而来的光照信号，负载电阻通过其两端的电压变化来表征流经光探测器的电流变化，通过该电流变化情况反应LED发光二极管的发光强度和发光频率；

信号解调及反馈模块，对所述光接收模块接收的LED光信号进行解码，并根据解码得到的相关信息执行相应的动作，包括对自然环境刺激的反应、对于远程控制信息的反应和获取到阵列化的信号。

进一步的，所述调制/解调方式为ASK，OOK，FSK或者GFSK。

进一步的，所述自然环境刺激信号包括表示压力、温度、湿度的物理或者化学信号。

进一步的，所述远程控制信号包括表示人体关节弯曲角度或者拉伸程度的肢体信号。

进一步的，对于远程控制信号或者阵列化信号，所述电压调制模拟信号模块通过柔性传感器采集多通道信号，然后根据采集到的多通道电压信号，编码调制为不同的数字信号格式，进而驱动LED发光二极管发光。

进一步的，所述光探测器是PN二极管，PIN二极管，雪崩二极管或其他集成光敏的二极管的光强探测器。