The invention discloses a device for LED optical communication by using the switch ripple of the driving circuit. The topology of the device adopts a DC \u2011 DC converter, and the control mode adopts constant output current control. Without adding any devices, the signal transmission is realized by the switch ripple. The device of the invention realizes data transmission without affecting normal lighting and adding special wired and wireless communication equipment, which makes the monitoring of LED device operation state convenient and low cost; at the same time, the device of the invention uses switch ripple as carrier signal, which can meet the requirements of data transmission in the field of low-speed communication.
【技术实现步骤摘要】
一种利用驱动电路开关纹波进行LED光通信的装置
本专利技术属于光通信
,具体涉及一种利用驱动电路开关纹波进行LED光通信的装置。
技术介绍
可见光通信作为一项新兴技术快速发展,因为可见光的频率相比于现有无线通信技术要高很多,其理论的通信速率比现有技术快100倍以上。可见光通信是控制LED的亮灭来实现的,因为LED亮灭的频率非常高,超出了肉眼可以识别的频率,所以可见光通信是可以保证在通信的同时维持正常的照明效果。同时,LED的市场非常广阔,广泛应用于电视、显示器、手机、家居照明等,成为了日常生活必不可少的一部分,这也就意味着可见光通信可以覆盖的范围非常大。另外,可见光通信的成本也更加低廉,依靠日常照明即可实现数据的交互。可见光无法穿透不透明障碍物,所以所有通信的信息只局限于一个房间或者某一个特定区域,且随着距离的增加光的强度快速减小,信噪比也跟着减小,相比于现有无线通信技术减少了其他人接触到这些通信数据的可能性,这从特定角度可以理解为保证了通信时的安全问题。更重要的是,无线通信的频谱是受到严格管控的,各个通讯公司需要在有线的频谱里完成信号的传输,但是光波并没有这样的问题,而且因为光波无法穿透不透明障碍物,光波的频谱在不同的区域是可以重复利用的。但是对于LED的驱动方式并没有一个被广泛接受的模式,LED的驱动主要有三方面的考虑:成本、效率和通信速率。现有的拓扑之一如图1所示,通过开关信号来驱动MOS管,因为MOS管的伏安特性曲线的特性是在小电流时呈现电阻性质,即线性电阻区;在大电流时基本保持电流恒定 ...
【技术保护点】
1.一种利用驱动电路开关纹波进行LED光通信的装置,其特征在于:该装置采用输出恒流控制的DC-DC变换器,通过控制DC-DC变换器的PWM开关信号调节开关纹波的频率、幅值和相位,该开关纹波叠加在LED辐射光强中以实现通信;所述装置把生成PWM开关信号所需开关频率的三角波作为载波信号,调制方式为相移键控。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用驱动电路开关纹波进行LED光通信的装置,其特征在于:该装置采用输出恒流控制的DC-DC变换器,通过控制DC-DC变换器的PWM开关信号调节开关纹波的频率、幅值和相位,该开关纹波叠加在LED辐射光强中以实现通信;所述装置把生成PWM开关信号所需开关频率的三角波作为载波信号,调制方式为相移键控。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:该装置的工作状态分成两个阶段:空闲阶段和通信阶段;数据的传输只在通信阶段进行,通信阶段又由过渡阶段和传输码元阶段交替组成,一个通信阶段对应了一帧数据的传输时间,一帧数据包含N个码元,一组交替的过渡阶段和传输码元阶段共同组成了一个码元的传输时间,即一帧数据的传输时间包含了N组交替的过渡阶段和传输码元阶段,N为大于1的自然数。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于:所述空闲阶段DC-DC变换器的开关频率为固定值f1,传输码元阶段DC-DC变换器的开关频率为固定值f2,过渡阶段DC-DC变换器的开关频率为动态值;对于一个通信阶段中第n个过渡阶段并网逆变器的开关频率fad(n),其计算表达式如下:
若an-1+datan≥K,则
若an-1+datan<K,则
其中:K表示传输数据的进制,datan表示通信阶段对应传输的一帧数据中第n个码元,M为一个过渡阶段中包含的开关周期数,且规定a0=0,%为取模运算符,datai表示通信阶段对应传输的...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵科科,陈竞辉,张若琦,吴建德,李武华,何湘宁,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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