《基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102957478 A (43)申请公布日 2013.03.06 CN 102957478 A *CN102957478A* (21)申请号 201110239919.2 (22)申请日 2011.08.19 H04B 10/116(2013.01) (71)申请人 深圳光启高等理工研究院 地址 518000 广东省深圳市南山区高新区中 区高新中一道 9 号软件大厦 申请人 深圳光启创新技术有限公司 (72)发明人 刘若鹏 栾琳 刘京京 李平军 许伟成 刘敏 (54) 发明名称 基于射频控制照明光源的可见光无线通信系 统 (57) 摘要 本发明涉及一种基于射频控制照明。
2、光源的可 见光无线通信系统， 其包括信号接收处理基站、 信 号收发模块及设置在移动终端上的光信号接收转 换模块， 所述信号接收处理基站用于将接收到的 信息转换为射频信号发射出去 ； 所述信号收发模 块用于接收所述信号接收处理基站发射的射频信 号， 并将射频信号转换成光信号 ； 所述光信号接 收转换模块用于接收所述光信号， 并将光信号转 换成人可识别的信号。本发明通过利用射频控制 照明光源， 充分发挥射频通信与可见光无线通信 各自的优势， 因而与射频通信相比， 可减少受电磁 干扰， 可应用在对电磁波具有严格要求的场合。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (。
3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在于 ： 包括信号接收处 理基站、 信号收发模块及设置在移动终端上的光信号接收转换模块， 所述信号接收处理基 站用于将接收到的信息转换为射频信号发射出去 ； 所述信号收发模块用于接收所述信号接 收处理基站发射的射频信号， 并将射频信号转换成光信号 ； 所述光信号接收转换模块用于 接收所述光信号， 并将光信号转换成人可识别的信号。 2. 根据权利要求 1 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在 。
4、于 ： 所述信号收发模块设置有用于发射光信号的 LED。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征 在于 ： 所述信号接收处理基站包括信号源、 微处理器及射频发射器， 所述信号源用于提供需 要传输的信号， 该信号可为自发信号或从外部接收的信号 ； 所述微处理器用于将从信号源 接收的数据按照射频发射器的要求组成数据包， 所述射频发射器用于将从所述微处理器接 收的数据包通过射频发射出去。 4. 根据权利要求 3 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在 于 ： 所述微处理器为单片机、 ARM 处理器、 FPGA 处理器或 DSP 处。
5、理器。 5. 根据权利要求 3 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在 于 ： 所述射频发射器为 nRF905。 6. 根据权利要求 3 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在 于 ： 所述射频发射器连接有板载环行天线或单极型天线。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征 在于 ： 所述信号收发模块包括射频接收器、 LED 灯控制器及 LED 灯， 所述射频接收器用于接 收信号接收处理基站发射的射频信号， 所述 LED 灯控制器用于调制所述射频接收器输出的 信号并根据该信号控制所述 LED 灯的明暗。 8。
6、. 根据权利要求 7 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征在 于 ： 所述射频接收器为 nRF905。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征 在于 ： 所述光信号接收转换模块包括光电探测器、 信号放大模块及信号转换模块， 所述光电 探测器用于将所述信号收发模块发射出的光信号转换成电信号， 所述信号放大模块用于将 所述光电探测器输出的电信号放大， 所述信号转换模块用于将所述信号放大模块输出的电 信号转换成人可识别的信号。 10.根据权利要求1或2所述的基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统， 其特征 在于 ： 所述信号转换。
7、模块输出的人可识别的信号为图像、 声音、 文字或颜色。 权 利 要 求 书 CN 102957478 A 2 1/3 页 3 基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统 技术领域 0001 本发明涉及一种可见光无线通信系统， 尤其涉及一种基于射频控制照明光源的可 见光无线通信系统。 背景技术 0002 面对用户的迅速增加及人们对高速、 宽带多媒体通信的需求， 电磁波的可用频带 范围已变得越来越有限。 由于无线电频谱资源有限， 当前能够分配的无线电频率严重不足。 此外， 射频信号对人体有害， 也不能无限制地增加发射功率， 具有电磁干扰等特性， 因而电 磁波通信技术在医院等场合受到严格的限制。 随着。
8、全光接入技术的发展和人们对无线宽带 通信的要求， 无线光通信技术因其信息容量大、 部署灵活、 维护方便、 安全保密而得到了人 们的极大关注， 它为无线宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案， 其应用范围较广 泛。 0003 无线光通信技术是一种宽带无线接入技术， 是光通信技术和无线通信技术相结合 的产物， 它以光信号为载体， 通过大气作为传输媒质来进行光信号传送。 0004 当前无线光通信技术主要有以下几种 ： 自由空间光通信 (FSO ： Free Space Optical Communication)、室 内 红 外 线 通 信 和 可 见 光 通 信 (VLC ： Visible L。
9、ight Communication)。FSO 一般利用波长为 850nm 或 1550nm 的红外光， 室内红外通信一般利用 LED 红外光， 而 VLC 则利用 LED 可见光。白光 LED 具有功耗低、 使用寿命长、 尺寸小、 绿色环 保、 特别是其响应灵敏度高等优点， 因而较常用于进行超高速数据通信中。然而， LED 可见 光无线通信仅能在室内实现短距离通信， 无法满足长距离通信的需要。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题在于， 针对上述现有技术的不足， 提出一种基于射频 控制照明光源的可见光无线通信系统， 其可减少受电磁干扰。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案。
10、是， 提出一种基于射频控制照明光源 的可见光无线通信系统， 其包括信号接收处理基站、 信号收发模块及设置在移动终端上的 光信号接收转换模块， 所述信号接收处理基站用于将接收到的信息转换为射频信号发射出 去 ； 所述信号收发模块用于接收所述信号接收处理基站发射的射频信号， 并将射频信号转 换成光信号 ； 所述光信号接收转换模块用于接收所述光信号， 并将光信号转换成人可识别 的信号。 0007 进一步地， 所述信号收发模块设置有用于发射光信号的 LED。 0008 进一步地， 所述信号接收处理基站包括信号源、 微处理器及射频发射器， 所述信号 源用于提供需要传输的信号， 该信号可为自发信号或从外部。
11、接收的信号 ； 所述微处理器用 于将从信号源接收的数据按照射频发射器的要求组成数据包， 所述射频发射器用于将从所 述微处理器接收的数据包通过射频发射出去。 0009 进一步地， 所述微处理器为单片机、 ARM 处理器、 FPGA 处理器或 DSP 处理器。 说 明 书 CN 102957478 A 3 2/3 页 4 0010 进一步地， 所述射频发射器为 nRF905。 0011 进一步地， 所述射频发射器连接有板载环行天线或单极型天线。 0012 进一步地， 所述信号收发模块包括射频接收器、 LED 灯控制器及 LED 灯， 所述射频 接收器用于接收信号接收处理基站发射的射频信号， 所述 。
12、LED 灯控制器用于调制所述射频 接收器输出的信号并根据该信号控制所述 LED 灯的明暗。 0013 进一步地， 所述射频接收器为 nRF905。 0014 进一步地， 所述光信号接收转换模块包括光电探测器、 信号放大模块及信号转换 模块， 所述光电探测器用于将所述信号收发模块发射出的光信号转换成电信号， 所述信号 放大模块用于将所述光电探测器输出的电信号放大， 所述信号转换模块用于将所述信号放 大模块输出的电信号转换成人可识别的信号。 0015 进一步地， 所述信号转换模块输出的人可识别的信号为图像、 声音、 文字或颜色。 0016 综上所述， 本发明通过利用射频控制照明光源， 将射频通信与。
13、可见光无线通信结 合起来， 充分发挥射频通信与可见光无线通信各自的优势， 因而与射频通信相比， 可减少受 电磁干扰， 可应用在对电磁波具有严格要求的场合。 附图说明 0017 图 1 为本发明基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统的原理框图。 0018 图 2 为图 1 所示本发明一种实施例的信号接收处理基站的原理框图。 0019 图 3 为图 1 所示本发明一种实施例的信号收发模块的原理框图。 0020 图 4 为图 1 所示本发明一种实施例的光信号接收转换模块的原理框图。 具体实施方式 0021 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述 ： 0022 请参阅图 1 及图 2， 本发。
14、明基于射频控制照明光源的可见光无线通信系统包括信 号接收处理基站 1、 信号收发模块 2 及设置在移动终端上的光信号接收转换模块 3。所述信 号接收处理基站 1 用于将接收到的信息转换为射频信号发射出去， 其包括信号源 11、 微处 理器 12 及射频发射器 13， 所述信号源 11 用于提供需要传输的信号， 在本实施例中， 所述信 号源是电脑， 因而便于将需要传输的信息输入并传输。 所述微处理器12用于将从信号源11 接收的数据按照射频发射器 13 的要求组成数据包， 即对信号源 11 输出的数据进行打包处 理。所述射频发射器 13 连接有板载环行天线 14， 所述射频发射器 13 用于将从。
15、所述微处理 器 12 接收的数据包转换成射频信号通过所述板载环行天线 14 发射出去。 0023 请参阅图 1 及图 3， 所述信号收发模块 2 用于接收所述信号接收处理基站 1 发射 的射频信号， 并将射频信号转换成光信号， 其包括射频接收器 21、 LED 灯控制器 22 及 LED 灯 23， 所述射频接收器 21 用于接收信号接收处理基站 1 的射频发射器 13 发射的射频信号， 所 述射频接收器 21 连接有板载环行天线 24。所述 LED 灯控制器 22 用于调制所述射频接收 器 21 输出的信号， 并根据该信号控制所述 LED 灯 23 的明暗， 即所述 LED 灯控制器 22 。
16、通过 向所述 LED 灯 23 发出高频率的方波控制信号， 使所述 LED 灯 23 发出肉眼看不到的高速明 暗闪烁光信号。 0024 在本实施例中， 所述微处理器 12 及 LED 灯控制器 22 均为 AT89LV5 单片机， 所述射 说 明 书 CN 102957478 A 4 3/3 页 5 频发射器 13 及射频接收器 21 均为 nRF905， nRF905 由完全集成的频率合成器、 带解调的接 收器、 功率放大器、 晶体振荡器和调制器组成， 不需外加声表滤波器， 就可以获得稳定的工 作频率， 其自身具备 Shock Burst 工作模式， 能自动产生前导码和 CRC( 循环冗余码。
17、校验 )， 而且使用 SPI 接口与单片机通信， 配置非常方便。此外， 其功耗非常低， 以 -10dB mW 的输出 功率发射时， 电流只有 11mA， 工作于接收模式时的电流为 12.5mA， 内建空闲模式与关机模 式， 易于实现节能。由于 nRF905 是 3.3V 低电压供电器件， 因此所述微处理器 12 及 LED 灯 控制器 22 也要采用低电压供电的 AT89LV5 单片机， 采用能在 3.3V 电压下工作的低电压芯 片， 省去了接口电平转换的电路， 因而结构简单， 成本低。通过启动微处理器 12 内部的电源 监控及看门狗电路， 以便大幅度提高整个电路的抗干扰性能， 工作稳定可靠。。
18、此外， 所述发 射和接收射频信号的天线均为板载环行天线， 因而性价比较高。 0025 请参阅图 1 及图 4， 所述光信号接收转换模块 3 用于接收所述光信号， 并将光信号 转换成人可识别的信号， 其包括光电探测器 31、 信号放大模块 32 及信号转换模块 33， 所述 光电探测器31用于将所述信号收发模块2发射出的光信号转换成电信号， 所述信号放大模 块 32 用于将所述光电探测器 31 输出的电信号放大， 所述信号转换模块 33 用于将所述信号 放大模块 32 输出的电信号转换成人可识别的信号。所述信号转换模块 33 输出的人可识别 的信号可为图像、 声音、 文字或颜色等。所述信号转换模。
19、块 33 为现有技术， 在此不再赘述。 0026 当本发明应用在医院上作告知信息的通信系统时， 可通过人工将管理预案输入所 述信号源 11， 便可将所述管理预案信息传送至所述移动终端。所述的管理预案是指为医院 制定的应对不同客流状况等级数而相对应需要采取的管理措施， 管理措施按应对客流量的 大小依次定为若干个管理状态等级数， 管理状态等级数的序号与客流状况等级数的序号是 相应对等的， 并且根据当前的客流状况等级自动对号采用。 0027 各个科室在不同的管理状态等级数时， 通过作为移动终端的进入医院人员的手 机、 大型 LED 户外显示屏、 客流指示灯、 喇叭播报相应的引导提示和引导劝告。引导提。
20、示是 显示各个科室的饱和度预测， 由三个颜色分别表示正常、 拥挤、 爆满 ； 引导劝告是指通过所 述手机、 大型 LED 户外显示屏、 客流指示灯、 喇叭传输相应的图案、 文字、 颜色进行建议、 提 示和告诫。 本发明应用在医院上便于看病人员根据告知信息调整自己的看病时间及医生对 看病人数的了解。通过将射频通信与可见光无线通信结合， 因而可避免射频信号可能干扰 生命攸关的设备中的信号的情况。 0028 综上所述， 本发明通过利用射频控制照明光源， 将射频通信与可见光无线通信结 合起来， 充分发挥射频通信与可见光无线通信各自的优势， 因而与射频通信相比， 可减少受 电磁干扰， 可应用在对电磁波具有严格要求的场合。 0029 上面结合附图对本发明的较佳实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的 具体实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术 人员在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可做出 很多形式， 这些均属于本发明的保护之内。 说 明 书 CN 102957478 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102957478 A 6 。