[发明专利]一种能量自给的可见光无线通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，特别涉及一种能量自给的可见光无线通信系统。

背景技术

基于LED的可见光通信(VLC)系统将照明与通信融合，是一种新兴的光无线通信技术。LED光源具有响应速度快，寿命长，低功耗的特点。近年来，随着LED发光效率的不断提高，LED正在逐渐取代白炽灯成为下一代照明光源。VLC具有更高的安全性和私密性，不产生电磁干扰，也无需相应频段的许可授权，是射频通信之外的另一种无线通信方式。VLC正在成为国内外研究的热点(参见文献：Aleksandar Jovicic et al，“Visible Light Communication：Opportunities，Challenges and the Path to Market”，IEEE Communications Magazine，Vol.51，no.12，p.26-32(2013))。

硅光电池用于可见光通信的研究还很少。韩国的科研人员首先研究了硅光电池接收可见光信号的可行性和频率响应特性(参见文献：Sung-Man Kim et al.，“Simultaneous reception of solar power and visible light”，Optical Engineering，Vol.53，no.4(2014))。

目前，可见光通信系统中，多用PIN或APD等光电转换元件做光接收器，经过后端电路实现信号的放大、滤波、解调等。接收机的工作电流由外部电源提供。这就限制了接收机的自由移动性。而用电池供电又不能长时间持续供电，因此在实现自由移动通信方面产生了很大的阻碍。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明提出了一种能量自给的可见光通信系统，其用硅光电池作为可见光接收机探测器，在接收信号的同时实现光电转换，给蓄电池充电，为工作电路提供电源，实现能量自给型接收机。

(二)技术方案

本发明提供了一种能量自给的可见光通信系统，其包括：

计算机、信号发送调制模块、LED光源、硅光电池、第一滤波电路、数据存储器、第二滤波电路、放大解调电路、终端设备；

其中，所述计算机输出传送信号，所述信号发送调制模块用于将所述传送信号加载到所述LED光源，由所述LED光源发出变化的光强度信号；

所述硅光电池接收所述变化的光强度信号，并将其转换成对应的电压信号；所述第一滤波电路接收所述电压信号，并滤除其中的交流分量而输出直流分量，所述第二滤波电路接收所述电压信号，并滤除其中的直流分量，而输出交流分量；所述第一滤波电路输出的直流分量用于对所述数据存储器和放大解调电路供电，所述第二滤波电路输出的交流分量由所述放大解调电路解调后恢复原始信号，并将所述原始信号输出至数据存储器存储；所述终端设备用于从所述放大解调电路和所述数据存储器中接收所述原始信号。

(三)有益效果

本发明提供了一种能量自给的可见光无线通信系统，用硅光电池作为可见光接收机，在接收信号的同时实现光电转换，给蓄电池充电，为工作电路提供电源。同时用存储器存储电池充电过程中的数据，以保证数据不会丢失。也可以先将电池充电，达到一定电量时再恢复系统通信。此过程由单片机控制，可以根据实际需要控制充电和通信过程。本发明充分利用了光能量，实现接收机的能量自给。并且使真正意义的自由移动通信成为可能。

附图说明

图1示出了本发明提出的一种能量自给的可见光无线通信系统的结构框架示意图；

图2示出了本发明中一种能量自给的可见光无线通信的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1示出了本发明提出的能量自给可见光无线通信系统的结构框架示意图。如图1所示，该系统包括：计算机1、信号发送调制模块2、LED直流驱动电源3、LED光源4、硅光电池阵列5、用于滤除交流电压的第一滤波电路6、第一升压变换器7、锂电池8、第二升压变换器9、由单片机控制的数据存储器10、用于滤除直流电压的第二滤波电路12、放大解调电路13、终端设备14；所述终端设备为用于智能控制的电子设备，如计算机、手机打印机等。