用于可见光通信的LED灯具通用编码器电路的制作方法

本发明属于光通信和室内定位技术领域，具体的说是涉及一种用于可见光通信的led灯具通用编码器电路。

背景技术：

近年来，随着led在照明领域的广泛使用和现代社会及工业生产对室内定位的需求加剧，可见光通信（visiblelightcommunication）受到了越来越多的关注。可见光通信兼顾照明和通信，具有极大的潜在市场价值。可见光通信使用led灯具作为身份识别信号的发射源，终端设备利用摄像头等感光原件获取灯具的身份信息，再从数据库获取该身份信息对应的位置信息，然后结合与灯具的相对位置完成定位功能。可见光通信具有不受电磁干扰、不产生辐射和定位精度高等优势。

目前，现有技术中市面上作照明使用的led灯具多是使用恒流源作为驱动电源。这种led灯具发出连续的光，不包含灯具的身份信息。目前主要解决方法是使用定制的驱动电源或者改造现有的驱动电源，准确控制led灯的亮、灭，使灯具循环发出其身份信息。这样在实际工程应用中，如采用定制电源，会极大地限制led灯具的选型范围；对于已经选购的不带输出光编码调制功能的普通驱动电源，则需加以内部电路改造，所以会引起电源可靠性和兼容性等问题，不但容易出现故障还会导致售后服务责任纠纷。因此，在使用led照明灯具实现可见光通信的应用场合，急需一种针对普通的商用led照明灯具进行简单连接即可在常规照明基础上增加输出光编码调制功能的通用的led可见光通信编码器。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术存在的不足，为led光通信提供了一种准确控制led灯快速亮灭的用于可见光通信的led灯具通用编码器电路，该电路用于调制并驱动led灯发出携带该灯具身份信息的可见光，使led灯准确的发出身份识别信号。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于可见光通信的led灯具通用编码器电路，该编码器电路包括用于周期性地发出控制信号的mcu、用于放大mcu发出的控制信号的电压和驱动能力的驱动芯片、两个用于控制led灯亮灭的mos管、用于维持led驱动电源的输出电压和电流的辅助耗能装置、用于照明和循环发出其身份识别信息的led灯和用于给led灯稳定供电的led驱动电源；

两个mos管分别为mos1和mos2，mos管能够控制led驱动电源的回路，mos1的栅极连接驱动芯片的输出端c_ho，mos1的源极和漏极分别与led驱动电源和led灯连接，led驱动电源、mos1和led灯构成一个回路；mos2的栅极连接驱动芯片的输出端c_lo，mos2的源极和漏极分别与led驱动电源和辅助耗能装置连接，led驱动电源、mos2和辅助耗能装置构成一个回路；

mcu的电源接vcc1和gnd，驱动芯片的电源接vcc2和gnd，需要指出的是，mcu和驱动芯片的电源并非必须要两个电源，当两者所需电压相等时，可以共用一个电源；驱动芯片的信号输入端连接mcu的信号输出端c0，mcu的输出信号引脚接驱动芯片的输入引脚，驱动芯片的输出信号是c_ho和c_lo，c_ho和c_lo这两个输出信号的高低电平状态在任意时刻都相反，c_ho和c_lo分别接到mos1和mos2的栅极。

当c_ho是高电平c_lo是低电平时，mos1导通、mos2关断，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos1-led灯，led灯发光；当c_ho是低电平c_lo是高电平时，mos1关断、mos2导通，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos2-辅助耗能装置，led灯熄灭。

辅助耗能装置是与的led灯参数相同的另一个led灯，或者是等效电阻与led灯等效电阻相近的电阻装置，辅助耗能装置在led灯灭时与原有驱动电源进行匹配用以保障电路的稳定工作。辅助耗能装置使led驱动电源的输出电压和输出电流不发生突变，使led驱动电源一直处于正常工作状态。使用另一个相同规格的led灯作辅助耗能装置可以减少能源浪费，但是使用另一个相同规格的led灯作辅助耗能装置时，原led灯与辅助耗能led灯不能使用同一个均光罩，led驱动电源选择恒流源。

本发明的有益效果是：本发明为led光通信提供了一种准确控制led灯快速亮、灭的用于可见光通信的led灯具通用编码器电路，该电路用于调制并驱动led灯发出携带该灯具身份信息的可见光，使led灯准确的发出身份识别信号。本发明中的通用编码器电路包括用于发出控制信号的微处理器（mcu）、用于放大mcu发出的控制信号并驱动mos管的驱动芯片、用于控制led驱动电源的回路以控制led灯的亮、灭的mos管、可以是电阻或led灯的辅助耗能装置以及用于为mcu、驱动芯片和led灯等供电的输入电源。本发明中的通用编码器电路充分利用原有的led灯和驱动电源，具有成本低廉、稳定性高、发出的光信号准确等优点。

附图说明

图1是本发明中的led灯具通用编码器电路框图；

图2是本发明实施例中的led灯具通用编码器电路框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。

如图1所示，一种用于可见光通信的led灯具通用编码器电路，该编码器电路包括用于周期性地发出控制信号的mcu、用于放大mcu发出的控制信号的电压和驱动能力的驱动芯片、两个用于控制led灯亮灭的mos管、用于维持led驱动电源的输出电压和电流的辅助耗能装置、用于照明和循环发出其身份识别信息的led灯和用于给led灯稳定供电的led驱动电源；两个mos管分别为mos1和mos2，mos管能够控制led驱动电源的回路，mos1的栅极连接驱动芯片的输出端c_ho，mos1的源极和漏极分别与led驱动电源和led灯连接，led驱动电源、mos1和led灯构成一个回路；mos2的栅极连接驱动芯片的输出端c_lo，mos2的源极和漏极分别与led驱动电源和辅助耗能装置连接，led驱动电源、mos2和辅助耗能装置构成一个回路。

mcu的电源接vcc1和gnd，驱动芯片的电源接vcc2和gnd，需要指出的是，mcu和驱动芯片的电源并非必须要两个电源，当两者所需电压相等时，可以共用一个电源；驱动芯片的信号输入端连接mcu的信号输出端c0，mcu的输出信号引脚接驱动芯片的输入引脚，驱动芯片的输出信号是c_ho和c_lo，c_ho和c_lo这两个输出信号的高低电平状态在任意时刻都相反，c_ho和c_lo分别接到mos1和mos2的栅极。

当c_ho是高电平c_lo是低电平时，mos1导通、mos2关断，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos1-led灯，led灯发光；当c_ho是低电平c_lo是高电平时，mos1关断、mos2导通，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos2-辅助耗能装置，led灯熄灭。

辅助耗能装置是与的led灯参数相同的另一个led灯，或者是等效电阻与led灯等效电阻相近的电阻装置，辅助耗能装置在led灯灭时与原有驱动电源进行匹配用以保障电路的稳定工作，led驱动电源选择恒流源。

为了使本发明的目地、技术方案和优点更加清楚、明确，现举例对本发明做进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例：本实施例的电路框图如图2所示，具体包括：

(1)atmega48单片机最小系统，用于周期性地发出控制信号；

(2)驱动芯片ir2104，用于放大mcu发出的控制信号的电压和驱动能力；

(3)n沟道mos管，用于控制led驱动电源的回路以控制led灯的亮、灭；

(4)200欧姆的散热电阻作辅助耗能装置，用于在led灯熄灭时维持led驱动电源的输出电压和电流，保障电路的稳定工作；

(5)led灯，用于照明和循环发出其身份识别信息，其正常工作时的等效阻值约为200欧姆；

(6)280ma的led恒流驱动电源，用于给led灯稳定供电。

其中atmega48单片机最小系统电源接5v电源，其输出信号引脚接驱动芯片的输入引脚，atmega48单片机内预置了循环发出控制信号的程序。本实施例中的辅助耗能装置是一个200欧姆的散热电阻。

驱动芯片ir2104电源接12v电源，其输出信号是c_ho、c_lo高低电平状态相反，分别接到mos1和mos2的栅极，再配以电容、二极管等必要外围电路使驱动芯片正常工作。当c_ho是高电平且c_lo是低电平时，mos1导通且mos2关断，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos1-led灯，led灯发光；当c_ho是低电平且c_lo是高电平时，mos1关断且mos2导通，led驱动电源的回路是led驱动电源-mos2-散热电阻，led灯熄灭。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。