基于光频闪烁的无线信息传递装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于光频闪烁的无线信息传递装置，属于无线通信技术领域。

背景技术：

可见光通信(VLC)技术，是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。它利用白光LED发出的肉眼分辨不出的、高速明暗闪烁的信号来传输信息，从而构建VLC无线网络。VLC在中、短距离安全保密通信、高精度准确定位、交通运输通信和室内导航等领域具有很大潜力，尤其是可以替代射频(RF)解决“最后1m”的问题。目前，很多场合需要进行例如坐标、0/1判定以及其他信息传递，但例如广袤的沿海滩涂、离岸较远的海洋、海岛等野外环境，并没有3G/4G信号覆盖，在传送一些数据量很小的信息时，可采用该成本低廉、效率较高的信息传递方式；另外对于某些工况下，例如腐蚀性气体环境，数据传输线缆容易被腐蚀。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于光频闪烁的无线信息传递装置，能够用于坐标、0/1判定等信息的传递，适用范围广，精度高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：基于光频闪烁的无线信息传递装置，所述信息传递装置包括数据输出设备，所述信息传递装置还包括光数字发送机、组合灯具、光信号接收器、光数转换逆变器和数据记录器；所述光数字发送机的接收端与所述数据输出设备的输出端建立连接，光数字发送机与所述组合灯具建立连接；所述组合灯具与所述光信号接收器建立连接；所述光信号接收器的输出端与所述光数转换逆变器的输入端连接；所述光数转换逆变器的输出端与所述数据记录器的输入端连接。

作为基于光频闪烁的无线信息传递装置的优选方案，所述光数字发送机包括信号驱动电路、光功率控制电路和温度控制电路。光数字发送机用于将数据输出设备的输出信号转换光信号指令进行发送。输出信号进入光数字发送机的驱动电路以调制半导体激光器。可以采用光检测器对半导体激光器输出的光功率监测，在半导体激光器的背向发光面监测，光检测器输出的电流经过光功率控制电路回控半导体激光器的偏置电流或驱动电流，以维持输出的光功率恒定。半导体激光器发送的光功率、波长、阈值均会受工作温度影响，为了保证正常工作需采用温度控制电路。在半导体激光器管邻近装有热敏电阻测温和制冷器控温。热敏电阻测得温度变化，即经温度控制电路调节制冷器，以维持恒温。制冷器是利用半导体帕尔贴效应来制冷的。

作为基于光频闪烁的无线信息传递装置的优选方案，所述组合灯具采用半导体激光器或发光二极管。组合灯具接收光数字发送机的光信号指令并进行频率变化、颜色选择等不同反应，从而实现根据光信号指令进行光信号的传递。

作为基于光频闪烁的无线信息传递装置的优选方案，所述光信号接收器包括光检测器及前置放大器。光信号接收器接收经组合灯具处理后的光信号并翻译成二进制编码。光检测器位于光信号接收器的最前端，其参数直接影响着光信号接收器的整体性能。光检测器主要基于pn结和肖特基结，常用结构有n+/p-sub二极管、n-well/p-sub二极管、p+/n-well/p-sub双光电二极管、空间调制光探测器和MSM光电探测器及光电晶体管。前置放大器是一种利用共栅电路或共源共栅电路自身特性形成电流输入、电压输出的跨阻放大器，不需要添加额外的反馈电阻，在一定程度上缓解了增益、带宽和噪声之间的矛盾，提高了跨阻放大器的整体性能，具有输入阻抗小、频带宽及电压摆幅好的特点。

作为基于光频闪烁的无线信息传递装置的优选方案，所述光数转换逆变器采用TSL2561。光数转换逆变器用于将光信号接收器输出的二进制编码翻译成实际的结果数据。

作为基于光频闪烁的无线信息传递装置的优选方案，所述数据记录器的型号为CR1000。数据记录器用于将光数转换逆变器的翻译的结果数据进行记录。

本实用新型的有益效果是：设有光数字发送机、组合灯具、光信号接收器、光数转换逆变器和数据记录器；光数字发送机的接收端与数据输出设备的输出端建立连接，光数字发送机与组合灯具建立连接；组合灯具与光信号接收器建立连接；光信号接收器的输出端与光数转换逆变器的输入端连接；光数转换逆变器的输出端与数据记录器的输入端连接。本实用新型利用光的闪烁频率、波长等，进行一定距离内的信息传递，一定距离的范畴可小到厘米级、大到公里级别，能够用于坐标、0/1判定等信息的传递，适用范围广，精度高。

附图说明

图1为实施例中的基于光频闪烁的无线信息传递装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1，基于光频闪烁的无线信息传递装置，所述信息传递装置包括数据输出设备1，所述信息传递装置还包括光数字发送机2、组合灯具3、光信号接收器4、光数转换逆变器5和数据记录器6；所述光数字发送机2的接收端与所述数据输出设备1的输出端建立连接，光数字发送机2与所述组合灯具3建立连接；所述组合灯具3与所述光信号接收器4建立连接；所述光信号接收器4的输出端与所述光数转换逆变器5的输入端连接；所述光数转换逆变器5的输出端与所述数据记录器6的输入端连接。

基于光频闪烁的无线信息传递装置的一个实施例中，所述光数字发送机 2包括信号驱动电路、光功率控制电路和温度控制电路。光数字发送机2用于将数据输出设备1的输出信号转换光信号指令进行发送。输出信号进入光数字发送机2的驱动电路以调制半导体激光器。可以采用光检测器对半导体激光器输出的光功率监测，在半导体激光器的背向发光面监测，光检测器输出的电流经过光功率控制电路回控半导体激光器的偏置电流或驱动电流，以维持输出的光功率恒定。半导体激光器发送的光功率、波长、阈值均会受工作温度影响，为了保证正常工作需采用温度控制电路。在半导体激光器管邻近装有热敏电阻测温和制冷器控温。热敏电阻测得温度变化，即经温度控制电路调节制冷器，以维持恒温。制冷器是利用半导体帕尔贴效应来制冷的。

基于光频闪烁的无线信息传递装置的一个实施例中，所述组合灯具3采用半导体激光器或发光二极管。组合灯具3接收光数字发送机2的光信号指令并进行频率变化、颜色选择等不同反应，从而实现根据光信号指令进行光信号的传递。

基于光频闪烁的无线信息传递装置的一个实施例中，所述光信号接收器 4包括光检测器及前置放大器。光信号接收器4接收经组合灯具3处理后的光信号并翻译成二进制编码。光检测器位于光信号接收器4的最前端，其参数直接影响着光信号接收器4的整体性能。光检测器主要基于pn结和肖特基结，常用结构有n+/p-sub二极管、n-well/p-sub二极管、 p+/n-well/p-sub双光电二极管、空间调制光探测器和MSM光电探测器及光电晶体管。前置放大器是一种利用共栅电路或共源共栅电路自身特性形成电流输入、电压输出的跨阻放大器，不需要添加额外的反馈电阻，在一定程度上缓解了增益、带宽和噪声之间的矛盾，提高了跨阻放大器的整体性能，具有输入阻抗小、频带宽及电压摆幅好的特点。

基于光频闪烁的无线信息传递装置的一个实施例中，所述光数转换逆变器5采用TSL2561。型号为TSL2561的光数转换逆变器5用于将光信号接收器4输出的二进制编码翻译成实际的结果数据。

TSL2561能够将光强度转换为数字信号的I2C (Inter-IntegratedCircuit)数字光强度传感器，可选择检测模式，在 400kHzI2C快速模式下，能够保持高分辨率的以16位数字信号输出，宽动态范围：0.1-40,000LUX，宽工作温度范围：-40℃至85℃具有可编程的中断功能，用户可以自行定义上限和下限的阈值。

基于光频闪烁的无线信息传递装置的一个实施例中，所述数据记录器6 所述数据记录器的型号为CR1000。数据记录器6用于将光数转换逆变器5 的翻译的结果数据进行记录。CR1000数据采集器是提供传感器的测量、时间设置、数据压缩、数据和程序的储存以及控制功能，由一个测量控制模块和一个配线盘组成，具有强大的网络通讯能力。CR1000数据采集器的扫描速率能够达到100Hz，拥有模拟输入、脉冲计数、电压激发转换、数字等多个端口，外围接口有CS I/O、RS-232以及SDM等，采用12VDC外接可充电电池供电。对于低温的环境，用户还可以选择低温型。CR1000所具有的高精度性、高适应性、高可靠性以及合理的价格等特点，使其成为科研、商业与工业系统应用的理想选择。目前，CR1000数据采集器已在气象观测、农业研究、土壤水分研究、风力观测、道路气象站、工业产品测试、通量观测、涡动协方差系统等众多领域得到了广泛应用。标准的CR1000数据采集器包含4M的数据和程序存储空间，可通过外接存储模块和CF存储卡来实现大容量数据存储。数据和程序保存在非失意性闪存和内存里。锂电池装在内存和实时时钟上。当首选电池(BPALK，PS100)电压降至9.6V以下时，CR1000也能够延缓执行操作，从而减少不准确测量的可能性。CR1000可以通过外围设备扩展从而形成一个数据采集系统。很多CR1000系统可以构建一个网络从而形成当地或整个地区的监测网络。

本实用新型的原理是通过光数字发送机2将数据输出设备1的上游数据转换为光信号无线传输出去，由光信号接收器4捕捉接收后交由光数转换逆变器5，将光信号重新转换成数据，并通过数据记录器6进行记录以供下游设备使用。光信号是通过组合灯具3所配置的不同发光体改变闪烁频率、时长实现的。本实用新型的信息为单向传输(类似于北斗)，可进行例如坐标、 0/1判定以及其他信息传递，可用于小到厘米级的微距信息传输，大到公里级的长距信息传输，适用范围广，精度高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。