一种基于白光led照明的光通信装置制造方法

　　一种基于白光L e d照明的光通信装置制造方法【专利摘要】本发明提供一种基于白光L E D 照明的光通信装置，使L E D照明灯阵列实现通信功能，成本低，节能环保。本发明的装置包括发送端和接收端，发送端包括与L E D灯阵列连接的L E D调制驱动电路，接收端包括L E D光通信接收电路；L E D调制驱动电路包括能够接入交流电源的由四个二极管组成的全波整流桥，全波整流桥的直流电压输出端并联储能电容，储能电容的两端连接滤波电路，滤波电路的输出端连接光调制驱动芯片，芯片的开关控制管脚连接L E D灯阵列的负极，芯片的开关管脚连接稳压二极管的负极和电感的一端，电感的另一端连接L E D灯阵列的负极和保护电容的一端；接收电路包括P I N 光电检测器、放大电路和信号处理单元。

　　【背景技术】 ［ 0 0 0 2 ］近年来，L E D灯作为一种低碳、节能、环保的照明设备，已逐渐被人们所了解，也是在智能照明领域作为国家和地方政府大力扶植的战略性新兴产业。L E D以其鲜艳丰富的色彩、超长寿命以及极强的安全性能被业界所看好，逐渐将普通的照明灯（如白炽灯）淘汰出了照明市场。专家预计在2 0 1 5年左右，L E D照明将实现普及化。日前有研究报告显示： L E D照明研究又有新技术突破，可直接通过L E D灯光进行宽带网络的连接。 ［ 0 0 0 3 ］ L E D灯与传统照明设备不同，它不仅节能省电，也能够通过高速的开关动作，发出调制信号，完成信息与指令的传输。L E D发光是一闪一闪的，闪动频率极高，每秒开关的速度最高可达2 0 0万次，不停的开关动作不会影响正常的照明使用，更不会对人体产生影响，因为人的肉眼根本看不到这么快的频率变化。这种闪动其实就是一种开、关过程，L E D这一开一关就可以承担发送信息的任务了，比如，开就代表“ I ”，关就代表“0”，通过信息编码也就是O与I的各种组合，就可以通过灯光来传递了，灯光在空气中传输就类似于光纤通信中信息在光纤中传输一样，这就是L E D可见光通信的基本原理。L E D作为半导体器件，这种高速的亮灭也就是开关的通断能力是它的特性，而白炽灯因为在亮灭的变化过程中非常容易被损坏，且亮灭变化动作太慢，因而不具备这种通信功能。在 L E D灯光照射范围内安置的接收设备就可以接收光信号，并能把光信号转换为电信号，实现信息、指令的接收。【发明内容】 ［ 0 0 0 4 ］本发明提供一种基于白光L E D照明的光通信装置，使L E D照明灯阵列实现通信功能，信号传输稳定，带宽高，响应速度快；并且成本低，节能环保。 ［ 0 0 0 5 ］本发明的技术方案是： ［ 0 0 0 6 ］一种基于白光L E D照明的光通信装置，其特征在于，包括发送端和接收端，所述发送端包括与L E D灯阵列连接的L E D调制驱动电路，所述接收端包括L E D光通信接收电路； ［ 0 0 0 7 ］所述L E D调制驱动电路包括能够接入交流电源的由四个二极管组成的全波整流桥，所述全波整流桥的直流电压输出端并联连接储能电容C l，储能电容C l的两端再连接R C 滤波电路，R C滤波电路的电阻R l的一端连接储能电容C l的正输出端，滤波电容C 2并联在电阻R l的另一端与储能电容C l的负输出端之间；R C滤波电路的输出端连接光调制驱动芯片I C 的供电电源管脚V B A T和地管脚G N D，光调制驱动芯片I C的开关控制管脚C T R L连接L E D灯阵列的负极，光调制驱动芯片I C的开关管脚S W连接一个稳压二极管D l的负极和电感L I的一端，电感L I的另一端连接L E D灯阵列的负极和保护电容C 4的一端，L E D灯阵列的正极、稳压二极管的正极和和保护电容C 4的另一端均连接光调制驱动芯片I C的V B A T管脚；光调制驱动芯片I C的复位管脚R S E T通过电阻R 2连接R C滤波电路的负输出端； ［ 0 0 0 8 ］所述接收电路包括P I N光电检测器、放大电路和信号处理单元；所述P I N光电检测器为P I N光电二极管D l，所述放大电路包括第一晶体三极管Q 3和第二晶体三极管Q 4，第一晶体三极管Q 3的集电极通过电容C 6连接第二晶体三极管Q 4的基极，第一晶体三极管Q 3的集电极还通过保护电阻R 9连接5 V供电电源，第二晶体三极管Q 4的集电极通过保护电阻R l l连接5 V供电电源，第一晶体三极管Q 3的集电极和基极之间具有偏置电阻R 8，第二晶体三极管 Q 4的集电极和基极之间具有偏置电阻R l O ;第一晶体三极管Q 3的基极通过电容C 5连接P I N 光电二极管D l的负极以及调节电阻R 7的一端，调节电阻R 7的另一端以及第一晶体三极管Q 3 的发射极和第二晶体三极管Q 4的发射极共地；P I N光电二极管D l的正极连接5 V供电电源；所述信号处理单元包括D S P解码模块、F P G A系统控制模块、M A C协议处理模块以及网络接口模块，所述D S P解码模块的输入端连接第二晶体三极管Q 4的集电极，D S P解码模块的输出端分别连接F P G A系统控制模块以及M A C协议处理模块，M A C协议处理模块连接网络接口模块。 ［ 0 0 0 9 ］所述L E D灯阵列为R G B - L E D灯阵列，所述R G B - L E D灯阵列由红、绿、蓝三色L E D芯片封装在一起，它们发出的光混合在一起得到白光。 ［ 0 0 1 0 ］本发明的技术效果：本发明提供一种基于白光L E D照明的光通信装置，使L E D照明灯阵列实现通信功能，具有信号传输稳定，带宽高，响应速度快的特点，并且成本低，节能环保。 ［ 0 0 1 1 ］本发明装置的发送端包括与L E D灯阵列连接的L E D调制驱动电路，能够接入交流电源，适应性强，能够在较宽的电压范围内保持高效，向L E D提供稳定的工作电压，使L E D能够稳定工作，满足照明要求，而且必须有很高的开关速率才能兼顾通信，因此采用光调制驱动芯片1 C，具有更高的开关速率并且功耗更低；原始的二进制比特流经过预处理和编码后，通过L E D调制驱动电路驱动L E D，对L E D进行强度调制，将电信号转换为光信号；与L E D调制驱动电路连接的L E D灯阵列为R G B - L E D灯阵列，R G B - L E D灯阵列是采用红、绿、蓝三色L E D芯片封装在一起，它们发出的光混合在一起得到白光，并且R G B - L E D具有很高的调制带宽，可以实现很高的传输速率。 ［ 0 0 1 2 ］本发明装置接收端的接收电路包括P I N光电检测器、放大电路和信号处理单元，L E D光信号经光电检测器转换为电信号，然后对电信号进行放大和处理，再通过信号处理单元进行数字信号处理，在F P G A系统控制模块的控制下，通过D S P解码模块进行D S P解码解调，通过M A C协议处理模块和网络接口模块传输出输出信号。D S P解码模块采用通用或专用的数字信号处理芯片，将D S P所拥有的灵活、精确、可靠性好、体积小、成本低、高运算速度这些在通信领域的优势应用到光通信中，大大提高了光通信的运算速度和可靠性，减小了电路体积，降低了制造成本。