[发明专利]一种家用LIFI光子通信节能系统

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，尤其是一种家用LIFI光子通信 节能系统。

背景技术

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产 生的，来自太阳的辐射能量。

人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过 光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植 物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在 地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身 蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有 关的能源。

可见光通信技术，是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看 不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的，将高速因特网的电线装置 连接在照明装置上，插入电源插头即可使用。利用这种技术做成的 系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，因而具 有广泛的开发前景。相比于其他无线电通信方式，可见光通信的主 要优点是：

(1)光通信的直线定向传播方式使它的发射光束窄，方向性好， 光束的发散角通常都在毫弧度，甚至微弧度量级，因此具有数据传 递的保密性，除非其通信链路被截取，否则数据不易外泄。由于这 些波束非常的定向，是对准某一接收机的，如想截接，就需要用另 一部接收机在视距内对准发射机，还需要知道如何接收信号，这是 很难做到的。如果被裁接，那么原来链路就被中断了，用户就会发 现信息被截接。

(2)无须进行昂贵的管道工程施工，其施工成本约为光缆的 20％。组网方便、迅速，光通信组网速度快，只须在通信点上进行 设备安装，适合临时使用和复杂地形中的紧急组网，对于重新撤换 部署也很方便。

协议的通明性

(3)由于光波波长短(可见光的约零点几微米)，所以在完成同 样功能的情况下，光收发端的尺寸要比微波、毫米波通信天线的尺 寸小很多，具有功耗小、体积小、重量轻等特点，相应的器件成本 也较低。

虽然光通信有诸多优点，但是也存在着一些弊端，譬如：光波 不能穿透墙壁等障碍物，易受太阳光、白炽灯、荧光灯等背景光噪 声的干扰等。

发明内容

本发明的发明目的是，克服现有技术方法的不足，提供了一种 点对点通信方式，收、发均采用相对较小的接收、发射角度，使用 时只需手动粗对准即可，应用于室内短距离无线通信，可以达到 10Mbps以上的数据通信速率，传输距离达到5米左右，基本满足办 公室、实验室、家庭等室内环境的数据通信要求的室内LED可见光 通信系统。

为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：

一种家用LIFI光子通信节能系统，包括：

桥接电路：连接计算机USB接口和光收发电路，将来自计算机 USB数据信号进行变换处理成适合发射电路调制的信号，同时将接 收电路送来的信号进行变化处理成USB数据信号送给计算机，实现 高速率的无线双工通信。

光发射机：将经过USB接口电路处理过的信号进行编码调制， 调制过的信号再经过放大后送去调制光源——可见光LED，使其发 出被编码电信号调制的可见光光脉冲信号(这个过程称之为电光转 换，即E/O转换)，最后经光学天线发射到大气信道中。

光接收机：通过光学天线把发送端发送来的光脉冲信号会聚到 光电检测器PIN，将接收的光信号转换成电信号(这个过程称之为 光电转换，即O/E转换)，转换过来的微弱电信号经过放大解调后 送给USB接口电路。

所述光发射机包括光源和驱动器以及辅助电路。所述辅助电路 包括光监测器、无光报警电路、自动功率控制电路(APC)和自动温度 控制电路(ATC)；使用时，电信号输入到驱动器，所述驱动器与光源 连接，自动温度控制电路调控光源温度，所述光监测器设置在光源 照射范围内，并与无光报警电路连接，所述光监测器与一自动功率 控制电路连接后与驱动器构成反馈电路。