[发明专利]具有静止置顶端自转动用户端室内无线光通信装置及方法

权利要求书

1.一种具有静止置顶端自转动用户端室内无线光通信装置，其特征在于，若干个静止置顶端分散布置于室内上方，每个静止置顶端的光信号发射接收窗口朝向室内正下方，每个静止置顶端自其光纤接口通过光纤分别与同一个光纤路由器连接，静止置顶端与光纤路由器之间彼此传输数据；所述光纤路由器具有入户光纤接口；若干个自转动用户端位于所述若干个静止置顶端下方，所述静止置顶端与自转动用户端之间彼此能够无线光通信；所述自转动用户端的光信号收发头在自转动用户端中的姿态控制模块控制下，能够自转动以保持与某一静止置顶端的光信号发射接收窗口的对准状态；每个自转动用户端具有USB接口。

2.根据权利要求1所述的具有静止置顶端自转动用户端室内无线光通信装置，其特征在于，在所述静止置顶端中，光纤接口模块、交换控制模块、格式转换模块依次电连接，格式转换模块还分别与信号处理模块、发光驱动模块电连接；信号处理模块还与光电转换器件电连接，发光驱动模块还与电光转换器件电连接；接收光学系统（2）位于光信号发射接收窗口（1）中部，光电转换器件的光敏面位于接收光学系统（2）的像面处；发射光学系统（3）位于光信号发射接收窗口（1）边缘，电光转换器件的发光点位于发射光学系统（3）的物方焦点处；接收光学系统（2）的光轴与发射光学系统（3）的光轴平行；电源模块一端外接市电，另一端分别为交换控制模块、格式转换模块、信号处理模块、发光驱动模块供电。

3.根据权利要求1所述的具有静止置顶端自转动用户端室内无线光通信装置，其特征在于，在所述自转动用户端中，USB接口与接口模块电连接，接口模块还分别与用户端信号处理模块、用户端发光驱动模块电连接；用户端信号处理模块还与用户端光电转换器件电连接，用户端发光驱动模块还与用户端电光转换器件电连接；用户端光电转换器件的光敏面位于用户端接收光学系统的像面处；用户端电光转换器件的发光点位于用户端发射光学系统的物方焦点处；用户端电源模块一端接USB接口，另一端分别为用户端信号处理模块、用户端发光驱动模块、姿态控制模块供电；姿态控制模块还分别与方位驱动电机、俯仰驱动电机电连接；用户端发射光学系统、用户端电光转换器件、用户端接收光学系统、用户端光电转换器件安装在光信号收发头（4）中，其中用户端接收光学系统（5）位于光信号收发头（4）上端中部，用户端发射光学系统（6）位于光信号收发头（4）上端边缘；用户端接收光学系统（5）的光轴与用户端发射光学系统（6）的光轴平行；方位驱动电机（7）的转轴与方位转盘（8）固接，在方位转盘（8）上有U型支架（10），由U型支架（10）支撑俯仰驱动电机（9）的转轴，俯仰驱动电机（9）的转轴与光信号收发头（4）底部固接，俯仰驱动电机（9）的转轴的几何轴线与方位驱动电机（7）的转轴的几何轴线垂直且相交；方位驱动电机安装在基座（11）上端；用户端发光驱动模块、用户端信号处理模块、接口模块、用户端电源模块、姿态控制模块安装在基座（11）中，USB接口（12）安装在基座（11）下端。

4.一种具有静止置顶端自转动用户端室内无线光通信方法，将光纤路由器与外网连接，自转动用户端通过其USB接口直接插装于用户设备上；来自外网的下传数据经由光纤路由器传输给静止置顶端进行格式转换和信号调制，之后以光信号形式发射；来自用户设备的上传数据由自转动用户端进行格式调整和信号调制，之后以光信号形式发射；其特征在于，布置于室内上方的静止置顶端的光信号发射接收窗口朝向室内正下方并保持该朝向，在室内下方形成信号覆盖区域；随用户设备进入所述信号覆盖区域的自转动用户端的光信号收发头朝向所述静止置顶端的光信号发射接收窗口，手动调整光信号收发头直到用户设备显示接收的信号最强，设定此时光信号收发头的姿态为零位，此时的方位角和俯仰角为姿态初始值；之后在用户设备的使用过程中用户设备姿态变化引起自转动用户端的姿态初始值的变化，在自转动用户端中的姿态控制模块控制下，光信号收发头能够在方位和俯仰两个方向上自转动，将方位角和俯仰角恢复到所述姿态初始值上，保持光信号收发头与光信号发射接收窗口之间的跟踪状态，维持静止置顶端与自转动用户端之间的光通信。