[发明专利]基于太阳能电池板的可见光携能通信方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种基于太阳能电池板的可见光携能通信方法、系统及装置，其中方法包括：利用太阳能电池板或太阳能电池板组获取可见光接收信号；从所述可见光接收信号中提取第一接收信号和第二接收信号；其中，所述第一接收信号用于为储能模块充电，所述储能模块输出供电信号；获取唤醒/休眠信息，根据唤醒/休眠信息获取控制信号；根据控制信号获取状态信号，结合供电信号和状态信号获取稳压模块的输出；当状态信号为第二预设状态信号时，稳压模块输出第一稳压信号，通信模块开启。本发明提出一种新型的可见光携能通信方案，通过太阳能电池板同时实现通信和储能功能，满足能量自供给、储能和通信的自动循环运作要求，可广泛应用于可见光通信领域。

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，尤其涉及一种基于太阳能电池板的可见光携能通信方法、系统及装置。

背景技术

随着智能网络设备和物联网(IoT)技术、5G技术的不断发展，越来越多具有通信功能的设备接入互联网。传统通信设备往往面临高功耗、通信频段拥挤和设备可维护性差等缺点。为了解决大规模物联网中无线通信场景中通信系统的能量供给问题，学术界和工业界对无线能量传输技术展开了大量研究。除了高功耗的问题之外，传统射频通信系统还存在着通信频段拥挤、多设备电磁干扰和电磁辐射污染等问题。由于频段不受限、无电磁干扰问题、高通信速率等优势，可见光通信(VLC)技术被认为是无线通信技术的一种有效补充，在近年得到广泛研究。可见光通信可利用380～750THz不受限制的频段，消除了大量设备同时通信时产生的干扰，同时有潜力在通信过程中回收照明使用的光能实现能量的二次利用。因此，可见光携能通信是IoT的一种非常有竞争力的通信方案。

使用光电转换器(PD)作为光接收器件有受光面积小，接收能量低等缺点，造成能量二次利用效率低的问题。相比于使用PD接收光信号，太阳能电池板作为无源器件不需要电力供应，能够有效地解决传统可见光通信中能量转换效率低的问题，并在提升能量转换效率的同时兼具通信能力，更适合在可见光携能通信中应用。对于大规模IoT，通信终端的通信速率一般要求不高，且常为突发性的短暂通信，设备通信所需的平均功耗较低，而另一方面，IoT中的设备连接数较大，因此为大量具有突发性通信特点的终端供能极大地增加设备布线、电池更换的安装和维护成本。因此，利用储能电池将照明光能储存下来，在通信需求到来时为通信模组提供能量，可以有效地缓解上述问题。

但是，现有的研究尚未探讨通信与储能的协同问题。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种基于太阳能电池板的可见光携能通信方法、系统及装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于太阳能电池板的可见光携能通信方法，包括以下步骤：

利用太阳能电池板或太阳能电池板组获取可见光接收信号；

从所述可见光接收信号中提取第一接收信号和第二接收信号；其中，所述第一接收信号用于为储能模块充电，所述储能模块输出供电信号；

获取唤醒/休眠信息，根据唤醒/休眠信息获取控制信号；

根据控制信号获取状态信号，结合供电信号和状态信号获取稳压模块/模组的输出；

其中，当状态信号为第一预设状态信号时，稳压模块/模组无输出，通信模块关闭；当状态信号为第二预设状态信号时，稳压模块/模组输出第一稳压信号，通信模块开启，第一稳压信号为所述通信模块供能。

进一步地，所述利用太阳能电池板或太阳能电池板组获取可见光接收信号的步骤中还包括防逆流保护的步骤。

进一步地，储能模块充电或输出供电信号的步骤中包括过充过放检测、短路过流检测、充电放电控制的其中一个或多个步骤。

进一步地，所述获取唤醒/休眠信息，根据唤醒/休眠信息获取控制信号的步骤中的耗能由供电信号、第一接收信号的其中之一或共同提供。