[发明专利]LED照明通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信，具体涉及一种RGB LED可见光通信技术的LED照明通信系统。

背景技术

LED具有使用寿命长、发光效率高、低成本、体积小与响应速度快等特点而广泛的应用于室内照明、景观照明设备、交通灯、各种平面显示器等日常设备中。可见光通信正是利用LED照明的同时进行通信，增加了照明附加（值），提高经济效益。

然而如何提高可见光通信的传输速率是需要解决的关键技术之一。目前，许多研究希望在有限的调制带宽尽可能的提高传输速率，如OFDM调制、MIMO、均衡等技术，这无疑增加了系统的复杂度和成本。市场上照明LED多是蓝光激发黄色荧光粉，其调制带宽十分有限，从而限制可见光通信的传输速率。因此，本发明根据RGB LED可以分别调制的特点，从而增加系统传输速率。

发明内容

本发明旨针对现有技术的不足，至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供一种系统简单、成本更低且传输速率快的LED照明通信系统，采用三基色（RGB）LED，通过控制红（R）、绿（G）、蓝（B）三色的比例可以合成各种颜色的光，在提供照明的同时，将不同的信息分别调制至RGB LED上，可以实现3路数据并行通信从而提高传输速率。 

一种LED照明通讯系统，包括：发射装置和接收装置，其特征在于

所述发送装置包括依次连接的发送主控模块、RGB-PPM调制模块、脉冲整形模块、RGB LED驱动电路模块、RGB LED光源；所述接收装置包括依次连接的光电探测模块、信号处理电路模块、RGB-PPM解调模块、接收主控模块；发送装置通过光传输通道与接收装置连接；

所述发射装置包括：

发送主控模块，所述发送主控模块用于发送数据；

RGB-PPM调制模块，接收所述发送主控模块发送过来的数据，并进行基于RGB LED的脉冲位置调制，将所述数据按RGB-PPM调制成三路并行脉冲数据;

脉冲整形模块，用于接收所述三路并行脉冲数据，并通过调节外围电阻可以改变三路脉冲并行数据的脉冲宽度；

RGB LED驱动电路模块，所述驱动为恒流驱动，所述RGB LED驱动电路接收经过脉冲宽度整形后输出的三路并行脉冲数据，并用于控制LED光源的发光强度；

RGB LED光源，所述RGB LED光源可以发出红光（R）、蓝光（G）、绿光（B），所述RGB LED光源分别受所述RGB驱动电路模块的控制并根据所述RGB LED驱动电路模块的直流电压发出特定强度的可见光；

所述接收装置包括：

光电探测模块，所述光电探测模块为三路，接收所述RGB LED光源所发出的光信号并根据所接收到的光信号的强度形成对应的三路并行电信号输出；

信号处理电路模块，与所述光电探测模块连接，接收并将所述三路并行电信号放大；

RGB-PPM解调模块，与所述信号处理电路模块连接，接收并将所述放大后的三路并行电信号进行RGB-PPM解调后形成并行信号输出；

接收主控模块，接收所述RGB-PPM解调模块发出的并行信号。

所述发射装置利用RGB LED以波分复用的方式在照明的同时进行三路数据并行传输，将4bit的数据信息分配给RGB LED，提高了数据的传输速率并改善了PPM所需带宽，通过脉冲整型电路可以调节RGB-PPM调制后脉冲的宽度，从而改变RGB LED合成光的颜色。

进一步的，所述光电探测模块包括聚光透镜、滤光片、光电检测器（PIN），所述滤光片位于所述光电检测器和聚光透镜之间，所述光电检测器（PIN）位于所述聚光透镜焦点位置处，所述光电检测器（PIN）分别接收红光（R）、蓝光（G）和绿光(B)信号并转化成电信号输出至所述信号处理电路模块。

所述滤光片包括光学带通滤光片的波长范围分别为560-650nm的红光滤光片、波长范围500至550nm的绿光滤光片和波长范围440-490nm的蓝光滤光片。

进一步的，所述RGB  LED光源所发可见光的波长范围分别为620-630nm的红光(R)、520至540nm的蓝光（G）、460-470nm的绿光（B）。

进一步的，所述信号处理电路模块包括三路依次连接前置跨阻放大器、AGC电路 、滤波电路单元和限幅放大电路，所述前置跨阻放大器接收所述光电探测模块输出的电信号，所述限幅放大电路连接至所述RGB-PPM解调模块。