[发明专利]基于手机的非调制光波通信方式

说明书

技术领域：

本发明涉及的是手机与其它智能电子产品之间的一种无线数据通信方式。该通信方式使用发光管将电信号转换为光波信号，发送给对方；在接收方，使用光敏管接收光波信号，重新转换为电信号，传送给微处理器进行数据识别。通过这种通讯方式，手机可以与其它智能电子产品进行数据交互。通过手机，完成智能电子产品参数数据的显示、设置、转发等功能。

背景技术：

当今社会，手机已经极为普及。现在的智能手机具有操作系统，可以安装各种类型的应用程序；拥有强大的数据存储、运算能力和联网能力；同时，手机有较大的屏幕，可以显示更全面（多种类型的数据同时显示）、更详尽（除显示原数据，还可以显示数据范围的说明）、更多展现形式（可将数据显示为表格、图形、图像等）的数据；虚拟的全功能触摸键盘使用户可以非常方便地输入期待的文字或数字（例如用户名和密码）。

另一方面，我们已经进入物联网的时代，越来越多、数以亿计的智能产品已经进入或将要进入到我们的生产、生活当中，它们之间通过某种网络实现“物物互联”（即物联网），以实现智能家居、智能交通、智能制造、智能教育、智慧农业，病人看护、酒店点餐等功能。

物联网中的产品一般都具有体积小、功耗小、移动性强、显示屏幕小（或没有显示屏），按键数量少等特点。

物联网产品在组网的时候需要输入用户名和密码。之前，在组网时，大多数电子产品由于没有显示屏幕和足够的按键，组网操作比较烦琐。如果这些产品能通过一种结构简单、成本低廉的数据接口与手机进行数据交互，利用手机庞大的资源来完成数据的显示和设置工作，将使组网的过程变得直观、简单、快捷。

另外，如果一个智能电子产品（或者内部含有电子电路的产品或设备）能够和手机进行数据交互，也可以扩展产品原有的功能，使人们可以更方便地使用它们，如家用电器、电子密码锁、汽车、船舶、无人机、可穿戴设备、LED走字屏、健身设备、工控设备、仪器仪表，等等。

智能手机与其它电子产品进行通讯时，可以采用USB、WiFi、蓝牙、NFC、红外线等通信方式，USB属于有线通讯方式，并且通信成本较高，在此不做讨论。

大多数智能手机具有一种或多种上述的通信模块来支持相应的无线通信。但是，对于大多数智能电子产品来说，加装相应的电子通信模块来实现上述任意一种无线通信方案都不方便，主要问题如下：

1.体积大，很难将实现相应功能的电子通信模块加入到原有的产品内部。如智能手表、智能手环、电子温度计等产品，这些产品的体积都比较小，内部空间有限。

2.成本高，实现相应通信功能的电子模块的成本在几元到几十元不等。

3.功耗大，对于某些电池供电的产品来说，功耗大的缺点根本无法接受。例如，用钮扣电池供电的“家庭照明情景开关”，休眠电流（设备在大多数时间处于休眠状态下，有人按压或触摸时才“醒过来”工作一会儿）只有几个uA，甚至1uA左右。

本发明的工作原理，来源于常用的红外线通信。使用红外线通信的常见的设备如电视机遥控器（单向通信）和以前的手机或电脑上所使用的红外线数据传输（双向通信）。

这些设备在进行通信时，使用代表通信信息的数字信号对高频载波（一般为38KHz）进行脉冲调制，调制后得到调制波，然后用调制波控制发光器件的发光强度，发出光波信号。

接收端使用光敏器件将光波信号转换为电信号，电信号再经带通滤波器、放大器、AGC（自动增益控制），检波、整形等电路，还原出原始数字信号，最后，将此信号输入到微处理器中进行分析，检测出发送方所要表达的信息。

但是，在这种基于“调制-解调”的传输方式中，固然可以增加光波信号的通信距离，但是，由于放大器等电路的存在，造成通讯模块体积大、成本高、功耗大，不适合应用于上述需要无线通信的场合中。

发明内容：

要解决的技术问题

本发明（基于手机的非调制光波通信方式）是一种基于光波传输信号的无线数据通信方式，用来解决手机与其它智能电子产品之间进行低成本数据交互的问题。

本发明所采用的技术方案是：

在手机端加装发光和光敏器件，用于完成“光－电”和“电－光”转换，实现与其它智能电子设备间的数据交互。在通信时，信号发送方用待发送的数字信号直接控制发光器件的发光强度，将电信号转换为光波信号发送出去。

接收方通过光敏管将光信号转换为电信号，直接输入到微处理器中，对此信号进行解码，获取信号发送方所传输的信息。