[发明专利]一种可见光通信与能量收集系统

权利要求书

1.一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于，包含：

系统发射装置，所述系统发射装置用于发射调制信号，包含依次连接的FPGA调制模块、数模转换模块、预均衡模块、LED驱动模块、LED光源阵列；

系统接收装置，所述系统接收装置用于同时接收光信号和光能量，包含并行关系的信息接收模块和能量接收模块；

所述信息接收模块，用于接收发射模块发送的加载在可见光上的调制信号，包含依次连接的PIN光电探测器阵列、光电转换模块、后均衡模块、模数转换模块、FPGA解调模块；

所述能量接收模块，用于接收发射模块发送的信号光与环境光能量，并将收集的能量存储、分配，实现系统能量自给，包含依次连接的硅光电池组件、能量收集模块、能量管理模块、储能电池。

2.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于：所述FPGA调制模块，用于将信源发出的信号进行调制，并将调制信号发送至D/A数模转换模块；所述D/A数模转换模块，用于将FPGA调制模块输出的数字信号转换为模拟信号并输出至均衡电路；所述预均衡模块，用于将输入的模拟信号进行均衡处理并传输至LED驱动模块；所述LED驱动模块，用于将均衡电路输出电信号进行功率放大的同时驱动LED光源阵列长亮，输出加载调制信息的光信号。

3.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于：所述PIN光电探测器阵列，用于接收可见光通信发射模块发出的光信号；所述光电转换模块，用于将接收的光信号转换为电信号，同时将电信号放大输出至后均衡模块；所述后均衡模块，用于将接收的模拟电信号进行均衡处理并传输至模数转换模块；所述模数转换模块，用于将均衡后的模拟信号转换为数字信号并传输至FPGA解调模块；所述FPGA解调模块，用于将接收到的调制信号进行解调。

4.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于：所述硅光电池组件，用于接收发射光信号和环境光信号，并将收集光信号转换为电信号；所述能量收集模块，用于硅光电池组件的最大功率点追踪与升压转换，并将升压后的电信号传输至能量管理模块；所述能量管理模块，用于管理收集的所有能量，实现储能电池电量动态显示与系统供能；所述储能电池，用于存储系统的能量。

5.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于，所述预均衡模块包含第一电阻、第一电容、第二电阻、第三电阻、第三电容和运算放大器，第一电阻的一端与第一电容的一端连接并接地，第一电阻的另一端、第一电容的另一端、第二电阻的一端分别与运算放大器的负极输入端连接；运算放大器的正极输入端连接信号输入V_in端，运算放大器的输出端分别连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端，第三电阻的另一端分别连接第三电容的一端和信号输出V_out端，第三电容的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于：所述后均衡模块包含第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容和运算放大器，光电转换信号V_i从负极输入，第八电阻与第六电容并联后接入运算放大器的负极输入端，第九电阻与第七电容并联，一端与运算放大器负极输入端相连，另一端与运算放大器输出端相连；第十电阻和第十电容并联，一端与运算放大器输出端相连，另一端为信号输出端V_o；运算放大器的正极输入端与地相连；第十一电阻一端与地相连，另一端与信号输出端V_o相连。

7.根据权利要求1所述的一种可见光通信与能量收集系统，其特征在于：所述能量收集模块包含基于BQ25504芯片的最大功率点追踪电路和基于MAX669芯片的DC/DC升压电路；所述基于BQ25504最大功率点追踪电路用于收集信号光和环境光的微弱能量，同时使硅光电池输出电压保持稳定；所述基于MAX669的DC/DC升压电路用于放大基于BQ25504最大功率点追踪电路的输出电信号，使输出电压达到系统供电要求。