[实用新型]一种基于LED的可见光传输演示仪

说明书

本实用新型提供了一种基于LED的可见光传输演示仪，包括壳体，在壳体上设置LED光源和用于接收LED光源光线的光敏元件，在壳体上还设置用于改变LED光源和光敏元件距离和角度的驱动机构；所述的驱动机构包括往复运动机构和转动机构；往复运动机构包括丝杆、丝杆滑块和用于驱动丝杆转动的丝杆步进电机；LED光源设置在丝杆滑块上；转动机构包括舵机连杆和驱动舵机连杆转动的舵机，光敏元件设置在舵机连杆上；本方案一方面可以展现出利用已打开LED灯进行照明同时进行信号传输的基本功能，另一方面则可以演示距离和角度变化对接收信号强度的影响，演示效果明显且直观。

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其是一种利用LED光进行通信的可见光传输演示仪。

背景技术

可见光通信（VLC）在全球已经成为了研究的热点，不同于光纤通信和红外通信，可见光通信不但要实现最基本的通信功能，还要为环境提供照明，这就使得可见光通信系统有许多不同于前两种通信系统的地方。作为一种照明和通信结合的新型模式，它能够实现“精确限域”通信——其通信范围能够精确限制在光束照射区域内。目前业界对可见光通信系统的研究集中于室内可见光无线系统和水下可见光无线通信系统两方面，但对可见光原理演示仪方面的研究和成果转化则相对较少。

实用新型专利（公开号CN203773827U）一种短距离LED可见光音频传输演示仪，其中公开了“本实用新型由发射模块、接收模块和电源模块构成，其中发射模块包括LED灯支架、LED矩阵灯、LED灯驱动电路、放大电路、T-Flash卡、89C52RC单片机与控制电路、Sigmatel3510解码器，接收模块包括PIN光电二极管支架、PIN矩阵光电二极管、扬声器、功率放大器、多级放大电路、DA转换器，电源模块包括5V直流电源适配器、开关。” 但该演示仪的光传输距离和夹角无法控制，不能直观地进行调整；并且且输入信号的来源与类型相对单一，不便于在演示过程中灵活选择。

实用新型内容

本方案针对上述不足，提供了一种基于LED的可见光传输演示仪的方案，本方案的演示仪通过交互控制部分控制信源类型参数以及机械动作部分的状态；由信号发射部分的LED将电信号转化为光信号实现可见光传输；由信号接收部分的PIN硅光电池实现光信号到电信号的转化，最后由扬声器输出接收到的经可见光传输的声音信号。该演示仪一方面可以展现出利用已打开LED灯进行照明同时进行信号传输的基本功能，另一方面则可以演示距离和角度变化对接收信号强度的影响，演示效果明显且直观。

本方案是通过如下技术实现的：一种基于LED的可见光传输演示仪，包括壳体，在壳体上设置LED光源和用于接收LED光源光线的光敏元件，在壳体上还设置用于改变LED光源和光敏元件距离和角度的驱动机构；有LED光源和光敏元件，这样可以用于进行光通信，驱动机构用于改变LED光源和光敏元件的距离和相对的角度。

驱动机构包括往复运动机构和转动机构；往复运动机构包括丝杆、丝杆滑块和用于驱动丝杆转动的丝杆步进电机；LED光源设置在丝杆滑块上；转动机构包括舵机连杆和驱动舵机连杆转动的舵机，光敏元件设置在舵机连杆上；往复运动机构采用丝杆与丝杆滑块结合，丝杆步进电机驱动丝杆转动，进而推动丝杆滑块前后运动；这样能够准确的控制往复的距离，实现LED光源和光敏元件距离的控制调节，舵机可以控制舵机连杆转动，实现角度变化的控制调节。LED光源和光敏元件分别设置在丝杆滑块和舵机连杆相向的一侧，这样保证了LED光源发出的光能被光敏元件接收到。

丝杆步进电机和舵机分别与控制器连接；丝杆步进电机和舵机连杆受CPU的控制，CPU通过发送相应的旋转角指令和旋转相位节拍来控制舵机和丝杆步进电机的工作。