[发明专利]白光LED语音信号通信收发系统

说明书

技术领域

本发明属于光电通信技术领域，更准确地说，本发明涉及一种基于可见光无线通信系统的语音信号发送和接收设备。

背景技术

目前，近距离无线通信技术已经有多种实现方式。如有采用蓝牙技术进行的近距离无线语音通信的设计（参见“李志军、杜丽等：《矿井下基于蓝牙技术的语音通讯控制器设计》，载《计算机测量与控制》2009年第2期”）。但蓝牙设备具有功耗高、通信距离短、易受干扰等缺点。其它近距离无线通信技术还有UWB(超宽带)技术、ZigBee(无线传感器)技术等。这些技术都属于射频无线通信，具有成本较高、不易安装和需要使用无线电波等缺点。

近几年，随着我国经济的快速发展，人们对能源的需求量日益增加。高亮度发光二极管LED的应用已从显示领域逐步扩展到照明领域和灯光美化领域。被称为21世纪照明技术的第四代光源——白光LED具有低功耗、安全高效、绿色环保、低发热、长寿命等突出优点。同时，基于LED的高灵敏度和自由空间光通信的调制特性，LED照明系统还具有传输通信信号的能力，已经成为一种新兴的短距离高速无线通信系统。基于LED灯的可见光通信技术也逐渐发展起来。

由于复杂的环境情况对LED可见光无线通信不会造成太大的影响，因此可以设计白光LED的驱动电路从而顺利完成光电转化（参见“王进：《光转换白光LED研》，中国海洋大学2005年研究生学位论文”以及“王光峰：《白光LED驱动电路的研究及其电路的设计》，浙江大学2005年研究生学位论文”），实现照明和通信两用兼得。达到了既节能，又减少重复投资，从而降低成本投入的作用。室内可见光通信还可以方便地将无绳电话、PDA、笔记本电脑等便携设备接入到数据通信系统中，具有广阔的前景和显著的优势。

发明内容

本发明的目的是：为了解决现有技术中近距离无线通信技术的不足，提供一种基于LED响应灵敏度高、自由空间光通信的调制特性的、利用白光LED灯进行可见光无线通信的语音信号收发系统。

具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的：白光LED语音信号通信收发系统，包括发射端和接收端，所述发射端包括语音信号采集设备、前置放大电路、A/D转换器、编码器、LED调制电路、白光LED灯，语音信号由语音信号采集设备采集后经前置放大电路进行前置放大，然后经A/D转换器转换为数字信号送入编码器进行编码，编码器将编码后的信号加载到LED调制电路上驱动白光LED灯输出光脉冲信号；所述接收端包括光电检测器、放大均衡判决电路、解码器、D/A转换器、功率放大器和语音信号输出设备，光电检测器将接收到的光脉冲信号转换为电信号送入放大均衡判决电路进行放大均衡判决，然后经解码器解码后送入D/A转换器转换为模拟信号，模拟信号经功率放大器放大后经语音信号输出设备进行语音输出。

本发明的进一步特征在于：所述编码器为曼彻斯特编码器，所述解码器为曼彻斯特解码器。

本发明的进一步特征在于：所述光脉冲信号的传输速率大于200bps。

本发明的进一步特征在于：所述光电检测器为硅PIN光敏二极管。

本发明的进一步特征在于：所述硅PIN光敏二极管的接收波长范围为400nm~700nm。

本发明的进一步特征在于：所述硅PIN光敏二极管的峰值响应波长为430nm～550nm 

本发明的有益效果如下：本发明可利用现有LED灯进行语音信号的无线光传输，通过可见光来完成语音信号的无线发送和接收，使得在生活中更大范围的利用无处不在的光信号来传递信息，达到照明、通信并用，实现资源的重复利用。射频信号对人体有害不能无限制地增加发射功率，而LED照明光源发出的是可见光，更加绿色、安全，通信干扰少，且无需无线电频谱，因此本发明的语音收发系统具有安全环保、实用经济、节能易用等特点。 

附图说明

图1 为本发明的系统框图。

图2 为白光LED灯的调制信号载波结构图 。

图3 为LED调制电路和白光LED灯的电路图。

图4为本发明的解码原理图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。