[发明专利]一种光通信方法及系统

权利要求书

1.一种光通信系统，其特征在于，该系统包括服务器、发射端以及接收端；

服务器，用于存储音乐文件，在播放时读取音乐文件并将文件通过UDP协议以数据流的方式发送给发射端；

发射端由主控芯片、以太网通信模块、音频解码模块和可见光调制电路组成，主控芯片与各模块间采用SPI通信；

接收端由可见光接收电路和喇叭组成，用于捕获空间中的可见光信号并将其中的信息转换为音频信号播放出来。

2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，所述主控芯片采用STM32芯片、以太网通信模块采用W5500芯片、音频解码模块采用VS1053芯片；

以太网通信模块连接发射端系统控制模块与服务器的网络接口，将来自服务器的数据经转换后送入系统控制模块；

主控芯片将数据写入音频解码模块以解码恢复为音频信号，经可见光调制电路后调制为可见光信号发射到空间中。

3.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，所述音频解码模块是将MP3/AAC/WMA/MIDI格式的音频数据恢复成模拟信号；

可见光调制电路中包含了一个开关电路，通过控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1、灭了代表0，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输，采用LWW5SM白光LED作为光源，并采用N沟道MOS管做为LED光源的驱动管，通过MOS管的导通和截止来控制LED的点亮和熄灭以实现了信号的发送。

4.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，可见光接收电路的核心器件选用PIN光电二极管或APD二极管，若采用PIN光电二极管，则选用BPX65型光电二极管来接收可见光，将光信号转换为电信号。

5.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，前级运放电路将接收到的光信号转换为电信号，再经过后级的高通滤波电路消除低频干扰，得到载有原始音频信息的电信号，将其输入到音响即可播放出音乐；

所述接收端还包括光电控测器、放大和滤波电路，采用运算放大器对接收到的可见光信号进行放大。

6.根据权利要求5所述的光通信系统，其特征在于，前级运放电路采用BPX65光电二极管作为检测元件，接受可见光信号转换得到电信号，后级运放电路构成一个带增益的有源高通滤波器，其中电路参数进行电路指标估算，记中频带增益为A_m、上限截止频率为f_B、下限截止频率为f_A，则：

。

7.一种光通信方法，该方法应用于如权利要求1至6之一所述的系统中，其特征在于，服务器中上位机软件控制系统音乐播放，在播放音乐时进行实时音频数据传输，上位机软件主体为一个有限状态机，有等待播放音乐和播放音乐2个状态，播放音乐时，将音频文件一帧一帧地发送给单片机系统，直到文件传输完成，单片机系统的控制程序由一个有限状态机实现，包括待命和播放2个状态，播放状态下控制发射端不断接收来自服务器的UDP数据包并写入VS1053芯片进行解码。