专利名称：通过led实现无线通讯的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通讯技术，特别涉及一种通过LED实现无线通讯的方法及装置。
背景技术：
随着无线电设备的增多，频率资源变得异常紧张，扩展频率资源有着重要意义。近 几年，大功率LED(发光二极管)器件的出现，为无线光通讯提供了条件，LED具有以下三种 基本重要特性1、LED的发光效率高于白炽灯。2、 LED的响应速度快(微秒极)，发出的光 可调制。3、 LED发出的光光谱纯净，无需滤镜就可以显示颜色。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种响应速度快、信号传输距离远的通过LED实
现无线通讯的方法及装置，可实现光通讯并具有信号识别以及光照明功能。 本发明所采取的技术解决方案是 通过LED实现无线通讯的方法，其特殊之处是 1、将所需传输的语音、音乐、数据信号经由自动控制增益放大器放大； 2、放大后的电信号送至频率合成器，产生一个中心频率为^的调频正弦波，^的
频率在30MHZ 31MHZ之间； 3、通过差频器将调频正弦波频率^与一个固定频率f2相差频，f2的频率低于4， 产生一个新的频率&，即frf2 = f3，改变频率合成器中心频率，差频器输出的信号为已调 正弦波，其频率f3在20KHZ 1000KHZ之间； 4、已调正弦波经宽带功率放大器放大后驱动LED器件发光，发出闪烁调频光，闪 烁频率将遵循已调正弦波f3的变化规律而变化； 5、LED器件发出的闪烁调频光经大气或透明液体介质中传输，到达接收端；
6、接收端收到LED器件发出的闪烁调频光经光电变换器变换成电信号；
7、光电变换后的电信号经由带通放大器放大； 8、带通放大器放大后的信号经鉴频器鉴频，还原原来的所需传输的信号； 9、鉴频器输出的微弱信号经功率放大器放大后，提高还原后的语音、音乐、数据等
电信号的功率电平；还原后的语音、音乐信号经过音频装置播放，还原后的数据信号经过存
贮器存贮。 上述的通过LED实现无线通讯的方法，LED器件发出的闪烁调频光兼作照明功能，
其闪烁的频率远大于肉眼所能察觉到的闪烁频率，在大气或透明液体中传输，由于尘埃或
杂质的影响将发生漫发射，照亮传输路径以及所经过的物体，因此具有照明功能。 上述的通过LED实现无线通讯的方法，LED器件光颜色可约定为肉眼观察的某一
简单识别信息。 通过LED实现无线通讯的装置，包括发射装置和接收装置，其特殊之处是
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所述的发射装置包括自动控制增益放大器，用来将所需传输的语音、音乐、数据信 号进行放大；频率合成器，用来将放大的电信号变为调频正弦波；差频器，用来将调频正弦 波频&与一个固定频率&相差频并产生一个新的频率f3，即已调正弦波；宽带功率放大器， 用来将已调正弦波放大；LED器件，通过放大后已调正弦波驱动且发光为闪烁调频光，闪烁 频率将遵循已调正弦波的变化规律而变化； 所述的接收装置包括光电变换器，用来接收LED器件发出的闪烁调频光并变换成 电信号；带通放大器，用来将光电变换后的电信号放大；鉴频器，将经带通放大器放大后的 信号还原为原来的所需传输的信号；功率放大器，将鉴频器输出的微弱信号放大以提高还 原后的语音、音乐、数据等电信号的功率电平。 上述的通过LED实现无线通讯的装置，所述的调频正弦波的频率&在30MHZ 31MHZ之间。 所述的已调正弦波的频率f3在20KHZ 1000KHZ之间。 本发明的有益效果是把无线电通讯频率扩展到可见光频谱，利用了 LED的三种 基本特性，同时具有LED无线光通讯、光照明、信号识别功能，具体为 1、利用LED的响应速度快、信号传输距离远、发出的光可调制特性，将所需传输的 信息调制LED光闪烁的频率，实现无线LED光通讯功能，用来传输语言、音乐、数据信息；在 特殊环境下例如狭窄孔洞、巷道、透明液体中，可以很方便的传输语言、音乐、数据信息。在 样机的实验中，应用中功率LED器件，在晴好的夜空大气传输距离为500米，透明液体中传 输衰减比大气中略大，在遇到阻挡物时可采用本方法制造设备接力通讯，故有较大的应用 价值。 2、由于LED器件的发光效率高于白炽灯，无线LED光通讯时辐射的光线可用来照 明。 3、在无线LED光通讯的同时，由于LED器件发出的光谱纯净，应用不同颜色LED器 件，肉眼观察LED器件光颜色，可按约定表示为某一简单识别信息。 4、由于LED器件发出的可见光电磁波的波长极短，因此，高指向光学天线的几何
尺寸可以做的极小，具有较好的抗干扰性、通讯保密性和电磁兼容性。 5、无需架设光纤，设备架设方便，携带灵活。
图1是该通过LED实现无线通讯的方法的原理图；
图2是该通过LED实现无线通讯的装置电路方框图。
具体实施例方式
如图所示，通过LED实现无线通讯的方法，具体步骤为 1、将所需传输的语音、音乐、数据信号经由自动控制增益放大器1放大； 2、放大后的电信号送至频率合成器2，产生一个中心频率为^的调频正弦波，^的
频率在30MHZ 31MHZ之间； 3、通过差频器3将调频正弦波频率^与一个固定频率f2相差频，f2的频率低于 4，产生一个新的频率f3，即f3 = frf2，改变频率合成器中心频率，差频器3输出的信号为已调正弦波，其频率f3在20KHZ 1000KHZ之间； 4、已调正弦波经宽带功率放大器4放大后驱动LED器件5发光，发出闪烁调频光， 闪烁频率将遵循已调正弦波f3的变化规律而变化； 5、 LED器件5发出的闪烁调频光经大气或透明液体介质中传输，到达接收端； 6、接收端收到LED器件5发出的闪烁调频光经光电变换器6变换成电信号； 7、光电变换后的电信号经由带通放大器7放大； 8、放大后的信号经鉴频器8鉴频，还原原来的所需传输的信号； 9、鉴频器8输出的微弱信号经功率放大器9放大后，提高还原后的语音、音乐、数
据等电信号的功率电平；还原后的语音、音乐信号经过音频装置播放，还原后的数据信号经
过存贮器存贮。 上述的通过LED实现无线通讯的方法，LED无线光通讯时LED器件5发出的闪烁 调频光兼作照明功能，应用不同颜色的LED器件5，相应光颜色可约定为肉眼观察的某一简 单识别信息。 通过LED实现无线通讯的装置，包括发射装置和接收装置， 所述的发射装置包括自动控制增益放大器1，用来将所需传输的语音、音乐、数据 信号进行放大；频率合成器2，用来将放大的电信号变为调频正弦波，所述的调频正弦波的 频率^在30MHZ 31MHZ之间；差频器3，用来将调频正弦波频^与一个固定频率f2相差 频并产生一个新的频率&，即已调正弦波，所述的已调正弦波的频率f3在20KHZ 1000KHZ 之间；宽带功率放大器4，用来将已调正弦波放大；LED器件5，通过放大后已调正弦波驱动 且发光为闪烁调频光，闪烁频率将遵循已调正弦波的变化规律而变化；
所述的接收装置包括光电变换器6，用来接收LED器件5发出的闪烁调频光并变换 成电信号；带通放大器7，用来将光电变换后的电信号放大；鉴频器8，将经带通放大器7放 大后的信号还原为原来的所需传输的信号；功率放大器9，将鉴频器8输出的微弱信号放大 以提高还原后的语音、音乐、数据等电信号的功率电平。 本发明应用了 LED基本特性，将音乐、语音、数据信号经由自动控制增益放大器1、 频率合成器2、差频器3，产生的调频正弦波，经功率放大器4放大，驱动LED器件5发出闪 烁调频光，经大气或透明液体介质中传输到接收端，在接收端经光电变换、带通放大、鉴频、 功率放大，还原所传输的音乐、语音、数据等信息，具体应用实例如下 1、矿井采用无线电通讯，由于VHF频段的电磁波在巷道中衰减大，传输距离近。采 用本发明的LED无线通讯方法，在不增加井下人员随身携带设备的情况下，应用矿灯发出 的照明光线，实现井下人员视距条件下的语言对讲功能，变换矿灯无线LED光通讯时，所用 的LED器件颜色可表示为某一肉眼观察的简单信息。例如红色表示危险，绿色表示安 全，蓝色表示我将与你建立通讯联络、请你做好接收准备。在样机的实验中，应用中功率
LED器件，通讯距离为500米。
2、船用航行灯 船用航行灯，是船只在夜间航行时，避免碰撞而设立的，其颜色为红色，通常使用 的是白炽灯。应用本发明制造的航行灯，不但能够发出红光颜色(应用发红光的LED)，而且 所发出的闪烁调频光可含有舷号、船名、国籍、所载货物等信息。
3、可通话对讲的手电筒
应用本发明制造的手电筒，在照明的同时，应用照明光线实现双向对讲功能。
4、路标灯 应用本发明制造的路标灯，应用在发光路标上，在路过的汽车上，显示出限速、限 重、方位等功能。
权利要求
通过LED实现无线通讯的方法，其特征是1.1、将所需传输的语音、音乐、数据信号经由自动控制增益放大器放大；1.2、放大后的电信号送至频率合成器，产生一个中心频率为f1的调频正弦波，f1的频率在30MHZ～31MHZ之间；1.3、通过差频器将调频正弦波频率f1与一个固定频率f2相差频，f2的频率低于f1，产生一个新的频率f3，即f1-f2＝f3，改变频率合成器中心频率，差频器输出的信号为已调正弦波，其频率f3在20KHZ～1000KHZ之间；1.4、已调正弦波经宽带功率放大器放大后驱动LED器件发光，发出闪烁调频光，闪烁频率将遵循已调正弦波f3的变化规律而变化；1.5、LED器件发出的闪烁调频光经大气或透明液体介质中传输，到达接收端；1.6、接收端收到LED器件发出的闪烁调频光经光电变换器变换成电信号；1.7、光电变换后的电信号经由带通放大器放大；1.8、带通放大器放大后的信号经鉴频器鉴频，还原原来的所需传输的信号；1.9、鉴频器输出的微弱信号经功率放大器放大后，提高还原后的语音、音乐、数据等电信号的功率电平；还原后的语音、音乐信号经过音频装置播放，还原后的数据信号经过存贮器存贮。
2. 根据权利要求1所述的通过LED实现无线通讯的方法，其特征是LED器件发出的闪 烁调频光兼作照明功能，其闪烁的频率远大于肉眼所能察觉到的闪烁频率，在大气或透明 液体中传输，由于尘埃或杂质的影响将发生漫发射，照亮传输路径以及所经过的物体，因此 具有照明功能。
3 根据权利要求1所述的通过LED实现无线通讯的方法，其特征是LED器件光颜色可 约定为肉眼观察的某一简单识别信息。
4. 一种通过LED实现无线通讯的装置，包括发射装置和接收装置，其特征是 所述的发射装置包括自动控制增益放大器，用来将所需传输的语音、音乐、数据信号进行放大；频率合成器，用来将放大的电信号变为调频正弦波；差频器，用来将调频正弦波频 4与一个固定频率f2相差频并产生一个新的频率f3，即已调正弦波；宽带功率放大器，用来 将已调正弦波放大；LED器件，通过放大后已调正弦波驱动且发光为闪烁调频光，闪烁频率 将遵循已调正弦波的变化规律而变化；所述的接收装置包括光电变换器，用来接收LED器件发出的闪烁调频光并变换成电信 号；带通放大器，用来将光电变换后的电信号放大；鉴频器，将经带通放大器放大后的信号 还原为原来的所需传输的信号；功率放大器，将鉴频器输出的微弱信号放大以提高还原后 的语音、音乐、数据等电信号的功率电平。
5. 根据权利要求4所述的通过LED实现无线通讯的装置，其特征是所述的调频正弦 波的频率f\在30MHZ 31MHZ之间。
6. 根据权利要求4所述的通过LED实现无线通讯的装置，其特征是所述的已调正弦 波的频率f3在20KHZ 1000KHZ之间。
全文摘要
通过LED实现无线通讯的方法，将所需传输的语音、音乐、数据信号经由自动控制增益放大器放大；送至频率合成器，产生一个中心频率为f1的调频正弦波；通过差频器产生已调正弦波；已调正弦波经宽带功率放大器放大后驱动LED器件发光，发出闪烁调频光；LED器件发出的闪烁调频光经大气或透明液体介质中传输，到达接收端；接收端经光电变换器变换成电信号，经由带通放大器放大，经鉴频器鉴频、功率放大器放大后，还原原来的所需传输的语音、音乐、数据信号。本发明把无线电通讯频率扩展到可见光频谱，利用了LED的三种基本特性，同时具有LED无线光通讯、光照明、信号识别功能，具有抗干扰性及通讯的保密性，无需架设光纤，设备架设方便，携带灵活。
文档编号H04B10/10GK101753214SQ20091022065
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者路胜天 申请人:路胜天