一种基于多级调光电路的可见光通信装置的制作方法

本发明涉及一种基于多级调光电路的可见光通信装置。

背景技术：

在可见光通信系统中，需要通过LED灯的亮和灭（On和Off）来实现信号传输，然而在实际应用过程中，LED灯发光的光强需要随时调整，现有的亮度调整方式中，调光的级数不多，因此有必要设计一种能支持多级调光的可见光通信装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多级调光电路的可见光通信装置，该基于多级调光电路的可见光通信装置能实现多级调光，电路简洁，易于控制。

发明的技术解决方案如下：

一种基于多级调光电路的可见光通信装置，包括电源、控制器、LED灯、可变电阻模块（Rx）和开关电路（Q1）；

电源为由LED灯与可变电阻模块串联形成的支路供电，开关电路与可变电阻模块并联，开关电路受控于控制器输出的通信信号；可变电阻模块的阻值受控于控制器输出的切换信号；

所述的可变电阻模块由2个基于多选一模拟开关的电阻切换电路级联而成；可变电阻模块共有2^（N+1）个电阻；^为幂次符号，2^i表示2的i次方；

每一个基于多选一模拟开关的电阻切换电路包括2^N个电阻和一个多选一模拟开关；所述多选一模拟开关具有2^N个输入端和1个输出端；N为大于或等于2的自然数；多选一模拟开关具有N个控制端，N个控制端分别连接控制器的N个IO端口；任两个电阻的阻值不同。

优选地，前级的多选一模拟开关的2^N个输入端分别通过前级的2^N个电阻连接到公共点P，前级的多选一模拟开关的输出端连接到公共点M；

后级的多选一模拟开关的2^N个输入端分别通过后级的2^N个电阻连接到公共点M，后级的多选一模拟开关的输出端连接到公共点S；

P点和S点为可变电阻模块的2个端点；选通前级的多选一模拟开关的任意一个通道，则P和M点之间有一个前级的电阻接通；选通后级的多选一模拟开关的任意一个通道，则M和S点之间有一个后级的电阻接通。

优选地，N为2，前级的电阻和后级的电阻均为4个，多选一模拟开关为四选一多路开关，每一个多选一模拟开关的控制端为2个。

优选地，2^（N+1）个电阻的阻值分别为R、2R、3R、……、（2^（N+1）-1）*R和2^（N+1）*R，R为电阻值，如100欧姆，或1千欧姆。

优选地，2^N个电阻的阻值分别为R、2R、4R、……、2^（2^（N+1） -2）*R和2^（2^（N+1）-1）*R，R为电阻值，如10欧姆，100欧姆，或1千欧姆。

控制器还连接有光强检测电路，用于检测现场环境的背景亮度，作为LED灯调光的依据，若背景越亮，则控制LED灯的亮度越亮。背景光强越大，则LED灯的发光亮度越大，保证LED灯发出光线与背景光线之间存在必要的对比度，以便于信号识别。

进一步，控制器为单片机、DSP或FPGA或CPLD。

本发明的基于多级调光电路的可见光通信装置，采用基于多选一模拟开关组成的电阻切换电路作为可调电阻模块，能实现极少的IO端口实现尽可能多的调光级数，如4个IO端口控制8个电阻切换，而且电路简洁，易于控制。另外，电阻采用线性递增或级数递增，根据使用情况选择配置，可以满足不同的应用需求。而且，采用光强检测电路检测背景亮度，为LED灯调光提供依据，从而实现更好的通信效果。综上所述，这种基于多级调光电路的可见光通信装置易于实施，需要的控制器资源（IO端口）较少，灵活性好，易于控制，有利于保证优良的通信质量。

附图说明

图1是本发明的基于多级调光电路的可见光通信装置的电原理框图；

图2为可变电阻模块的原理图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

如图1-2所示，一种基于多级调光电路的可见光通信装置，包括电源、控制器、LED灯、可变电阻模块（Rx）和开关电路（Q1）；

电源为由LED灯与可变电阻模块串联形成的支路供电，开关电路与可变电阻模块并联，开关电路受控于控制器输出的通信信号；可变电阻模块的阻值受控于控制器输出的切换信号；

所述的可变电阻模块由2个基于多选一模拟开关的电阻切换电路级联而成；可变电阻模块共有8个电阻；分别是R1-R8；

每一个基于多选一模拟开关的电阻切换电路包括4个电阻和一个四选一模拟开关；所述四选一多路开关具有4个输入端和1个输出端；四选一多路开关具有2个控制端，如图2中的A1和B1，以及A2和B2；2个控制端分别连接控制器的2个IO端口；任两个电阻的阻值不同。

前级的四选一多路开关的4个输入端分别通过前级的4个电阻连接到公共点P，前级的多选一模拟开关的输出端连接到公共点M；

后级的四选一多路开关的4个输入端分别通过后级的4个电阻连接到公共点M，后级的多选一模拟开关的输出端连接到公共点S；

P点和S点为可变电阻模块的2个端点；选通前级的多选一模拟开关的任意一个通道，则P和M点之间有一个前级的电阻（R1-R4中的任一个）接通；选通后级的多选一模拟开关的任意一个通道，则M和S点之间有一个后级的电阻（R5-R8中的任一个）接通。

8个电阻的阻值分别为R、2R、3R、……、7*R和8R，R为电阻值，如100欧姆，或1千欧姆。

或者，8个电阻的阻值分别为R、2R、4R、……、128R， R为电阻值，如10欧姆、100欧姆，或1千欧姆。

控制器还连接有光强检测电路，其中，控制器为单片机、DSP或FPGA或CPLD。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。