[实用新型]一种光充电无源可见光标签读写器装置

摘要

本实用新型公开了一种光充电无源可见光标签读写器装置。该装置由光标签和读写器组成；读写器由读写控制模块、启动器、电源模块、光供电器、光能发射模块、判决模块、光电接收器、通信模块、解调解码模块组成。光标签由标签控制模块、光发射器、光充电器、光能接收模块、调制编码模块、驱动模块组成。读写器与光标签利用可见光通信的方式通信，读写器通过无线光向光标签提供无线光电能。两者通过三次认证建立通信链路，可以进行半双工和全双工通信。本实用新型装置的光标签无需电池，不受电磁场干扰，无电磁干扰，安全性好，通信和供电都靠无线可见光作为载体，有照明功能，读写更方便；本实用新型装置的结构功能简单，适用于制作小微型设备。

主权项

一种光充电无源可见光标签读写器装置，其特征在于该装置包括光标签(1)和读写器(4)；读写器(4)由读写控制模块(19)、启动器(6)、电源模块(13)、光供电器(7)、光能发射模块(8)、判决模块(9)、光电接收器(5)、通信模块(14)和解调解码模块(18)组成；光标签(1)由标签控制模块(15)、光发射器(2)、光充电器(3)、光能接收模块(11)、调制编码模块(12)、驱动模块(10)组成；其中，标签控制模块(15)连接光能接收模块(11)、调制编码模块(12)，光能接收模块(11)连接光充电器(3)，驱动模块(10)连接光发射器(2)、调制编码模块(12)；读写控制模块(19)连接启动器(6)、电源模块(13)、光能发射模块(8)、通信模块(14)、解调解码模块(18)，电源模块(13)连接启动器(6)、光能发射模块(8)、判决模块(9)、通信模块(14)、解调解码模块(18)，光供电器(7)连接光能发射模块(8)，判决模块(9)连接光电接收器(5)、解调解码模块(18)；光供电器(7)通过可见光充电载波信号与光充电器(3)对应，光发射器(2)通过可见光信息与光电接收器(5)对应；光供电器(7)与光充电器(3)的对应以及光发射器(2)与光电接收器(5)的对应，在工作时需同时满足；所述读写器(4)利用可见光通信的方式，向光标签(1)发送可见光信息，以光的形式给光标签(1)提供电能，并接收来自光标签(1)的可见光信息(16)，以实现与光标签(1)之间的数据读出或写入操作，分析、处理、验证、存储接收到光标签(1)的信息，与外部设备进行数据通信；所述读写控制模块(19)用于对读写器(4)的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理，验证接收到的光标签(1)信息，向光能发射模块(8)发送信号，控制光能发射模块(8)和光供电器(7)发送可见光充电载波信号(17)，并由通信模块(14)与外部设备进行数据交换；所述启动器(6)用于感测光标签(1)的触发，当有光标签(1)进入到读写器(4)的工作区域触发启动器(6)时，启动器(6)向电源模块(13)发出启动信号，让电源模块(13)为读写器(4)各模块供电；启动器(6)有机械触发和光电触发两种方式：1)机械触发，靠外部施加力量开启，采用机械触发电路实现;2)光电触发,利用热释电传感、红外反射传感实现启动触发；所述电源模块(13)用于接收启动器(6)的启动信号，以及给读写器(4)的各功能模块提供电能；所述光能发射模块(8)将读写控制模块(19)发送来的信息，进行调制编码，并用调制编码后的信息，激励光供电器(7)发出可见光充电载波信号(17)；所述光供电器(7)在光能发射模块(8)的激励下，发送可见光充电载波信号(17)，可见光充电载波信号(17)除了能提供足够光标签(1)工作的光能，还携带了调制的可见光载波信息，能够向光标签(1)发送可见光形式的信息；所述光电接收器(5)用于感应接收来自光标签(1)的可见光信息(16)，并转换成相应的电信号；所述判决模块(9)用于接收来自光电接收器(5)转换后的电信号，转换成数字信号；所述解调解码模块(18)用于对判决模块(9)输出的数字信号，进行解调、解码，并输出给读写控制模块(19)处理；所述通信模块(14)用于与外部设备建立通信，向外部设备发送数据，接收外部设备的数据，实现数据交互、机构控制；所述光标签(1)靠从读写器(4)获得的光能供电而上电工作，以可见光通信的方式，向读写器(4)发送可见光信息(16)，接收来自读写器(4)的可见光充电载波信号(17)，以实现与读写器(4)之间的信息读出或写入操作，分析、验证、存储、处理接收到读写器(4)的信息；所述标签控制模块(15)用于对光标签(1)的各模块进行功能控制，读写、存储数据，分析处理接收到的读写器(4)数据信息，并输出待发送的信息到调制编码模块(12)；所述光充电器(3)接收来自读写器(4)的光供电器(7)发送的可见光充电载波信号(17)，并转化为相应的电信号；同时，还感应外界环境可见光，用于光标签(1)能量的补充供给；所述光能接收模块(11)主要包括两个功能：1）从光充电器(3)接收到的可见光充电载波信号(17)以及外界环境光转化为相应的电信号中，收集转化为电能，用作电源为光标签(1)各模块提供电能；2）从接收转化的相应电信号中解调提取出加载的信息，并转化为数字信号，输出给光标签控制模块(15)进行下一步处理；所述调制编码模块(12)对标签控制模块(15)发送来的各种信息进行编码，并调制成适合无线光信道传输的信号；所述驱动模块(10)用于根据调制编码模块(12)发送来的信号，驱动光发射器(2)发送可见光信息(16)；所述光发射器(2)用于在驱动模块(10)的作用下，发送可见光信息(16)。