一种基于电力线载波电路的可见光通信装置及其通信方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电力线载波电路的可见光通信装置及其通信方法，该装置包括：以太网接口电路、电力线载波电路、切换开关、信号衰减电路、光源驱动电路、光源、雪崩光电二极管、光电转换电路、线性放大电路和功率检测电路。切换开关可在光通信质量不佳时将信号传输方式由可见光通信切换至电力线通信，提高通信系统稳定性；电力线载波电路对信号的调制方式包括OFDM、QPSK、BPSK和ROBO等，相较采用OOK调制的传统可见光通信系统，通信速率喝稳定性有明显改善；功率检测电路、信号衰减电路和光源驱动电路的配合，能有效控制发射信号的功率，使信号完成无失真发射；此外，电力线可替换为导线、双绞线等，进一步提高抗干扰能力、移动性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力线载波电路的可见光通信装置及其通信方法


[0001]本专利技术涉及可见光通信
，特别涉及一种基于电力线载波电路的可见光通信装置。

技术介绍

[0002]近年来，可见光通信技术引起了人们的广泛关注。可见光通信技术，是指基于新型发光二极管并以可见光波段的光作为通信载体的一种新型无线通信技术，具有密度高、频谱丰富、无电磁辐射以及高保密性等优点，其绿色环保的设计理念既能解决传统无线通信无法克服的缺点还具有照明兼顾通信的新优势。
[0003]虽然可见光通信技术的优势十分突出，但也存在着明显的不足，这些不足严重限制了它的大规模应用。对于典型的可见光通信系统而言，由于LED的明暗状态需要交流电信号驱动，且还需提供导通电力的通信布线，因此往往通信成本较高、通信有效性较低。
[0004]因此，为进一步增加系统的稳定性，同时降低通信成本，对传统可见光通信技术进行改进，提出一种全新的通信装置，对可见光通信技术的大规模应用具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于电力线载波电路的可见光通信装置，包括：以太网接口电路、电力线载波电路、切换开关、信号衰减电路、光源驱动电路、光源、雪崩光电二极管、光电转换电路、线性放大电路和功率检测电路；
[0006]所述以太网接口处理电路与所述电力线载波电路相连接，所述电力线载波电路对输入信号进行调制与解调；所述电力线载波电路与所述切换开关相连接，所述切换开关与所述信号衰减电路分别相连接，所述切换开关还与电力线相连接，通过所述切换开关可以选择电力线载波电路输出的信号通过电力线通信或者进入所述信号衰减电路进而进行光通信；所述信号衰减电路对输入信号进行一定程度的线性衰减，衰减后的信号输入到所述光源驱动电路，所述光源驱动电路提供驱动所述光源所需的偏置电压，并将所述衰减后的信号加载到所述光源的两端，所述光源将光信号发射出去；所述雪崩光电二极管接收光信号，传输至所述光电转换电路，所述光电转换电路与所述放大电路和所述功率检测电路分别相连接，所述放大电路与所述切换开关相连接，所述功率检测电路检测所述光电转换电路输出信号的功率。
[0007]优选的，所述电力线载波电路包括电力线载波通信芯片。
[0008]优选的，所述电力线载波电路可进行的信号调制方式包括：OFDM、QPSK、BPSK或者ROBO。
[0009]优选的，所述功率检测电路包括多个不同颜色的发光二极管，所述发光二极管根据检测到的功率大小发光。
[0010]优选的，所述光源驱动电路的偏置电压可以根据接收端的所述功率检测电路检测
出的功率进行调整。
[0011]优选的，所述信号衰减电路的衰减可以根据接收端的所述功率检测电路检测出的功率进行调整。
[0012]优选的，所述光源可以为激光、Mini
‑
LED或者Micro
‑
LED。
[0013]优选的，所述电力线可替换为双绞线或者导线。
[0014]为克服现有技术的不足，本专利技术还提出了一种基于上述电力线载波电路的可见光通信装置的通信方法，其步骤如下：
[0015]步骤1，判断光通信条件，无障碍物遮挡时进入步骤2，有障碍物遮挡时进入步骤3；
[0016]步骤2，切换开关与信号衰减电路连接，以太网信号输入到发送端的以太网接口处理电路，经处理后，信号经过电力线载波电路、切换开关，进入信号衰减电路和光源驱动电路进行处理，最终以光信号的形式发送；接收端的雪崩光电二极管接收到光信号，将信号传输到光电转换电路和线性放大电路，经处理后进入以太网接口处理电路，最终转化为以太网信号发送；同时功率检测电路检测光电转换电路输出的信号的功率，根据信号功率调整发送端的信号衰减电路的衰减值和光源驱动电路的偏置电压值；
[0017]步骤3，切换开关与电力线连接，发送端的以太网信号输入到以太网接口处理电路，信号经过处理进入电力线载波电路和切换开关，以电信号形式通过电力线发送；接收端的电力线接收到电信号，信号经过切换开关和电力线载波电路，进入以太网接口处理电路，转化为以太网信号发送。
[0018]本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)本专利技术具备进行双工可见光通信和有线通信(包括但不限于电力线载波通信)两种通信方式的功能。通过切换开关可在光通信质量不佳时切换至有线通信，提高了通信系统的稳定性；
[0020](2)进行可见光无线通信时，由于电力线载波电路能对以太网信号进行包括但不限于OFDM、QPSK、BPSK和ROBO等调制方式，因此相较于采用OOK调制的传统可见光通信系统而言，其通信速率、稳定性等性能都有明显改善。同时，功率检测电路、信号衰减电路和光源驱动电路的配合，对信号可进行不同程度的衰减以及调整偏置电压的大小，能够有效控制发射信号的功率，使信号完成无失真的发射，从而实现系统高速、稳定的通信效果。
[0021](3)进行有线通信时，由于电力线载波电路中集成了电力线载波通信芯片，所以它具备电力线通信的一般优点，此外，电力线的替换选择包括但不限于能灵活移动、损耗小、干扰小的导线、双绞线等信号传输介质，相较于采用固定的、损耗严重、信道环境复杂的电力线作为传输介质的电力线通信系统而言，抗干扰能力、移动性都得到明显的提高。
[0022]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的架构图；
[0024]图2为本专利技术实施例工作时的示意图。
具体实施方式
[0025]参见图1所示，为本专利技术实施例的架构图，包括：以太网接口处理电路1、电力线载
波电路2、切换开关3、信号衰减电路4、光源驱动电路5、光源6、雪崩光电二极管7、光电转换电路8、功率检测电路9、线性放大电路10。
[0026]其中，以太网接口处理电路1的作用有：(1)提取以太网物理层信号，输出一个差分信号；(2)接收差分信号，将差分信号转换为以太网信号；电力线载波电路2的作用有：(1)对以太网接口电路1输出的差分信号进行调制等处理，输出一个调制后的信号；(2)接收一个调制信号，对该调制信号进行解调等处理，输出一个差分信号；切换开关3用于控制可见光通信和有线通信两种通信方式的自由切换。无障碍物遮挡时，切换开关3与信号衰减电路4连接，进行可见光通信；当光信号遇到障碍物遮挡引起通信中断时，通过切换开关3进行有线通信；信号衰减电路4用于对电力线载波电路2输出的调制信号进行线性衰减，输出一个按一定比例衰减的小调制信号；光源驱动电路5的作用包括：(1)提供驱动光源6发光的偏置电压；(2)将信号衰减电路4输出的小调制信号加载到光源6的两端；光源6完成光信号的发射，光源6的选择包括但不限于激光、Mini
‑
LED或者Micro
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LED等任意光源；雪崩光电二极管7接收来自发送端的光信号，输出一个小电流信号；光电转换电路8对雪崩光电二极管7输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电力线载波电路的可见光通信装置，其特征在于，包括：以太网接口电路、电力线载波电路、切换开关、信号衰减电路、光源驱动电路、光源、雪崩光电二极管、光电转换电路、线性放大电路和功率检测电路；所述以太网接口处理电路与所述电力线载波电路相连接，所述电力线载波电路对输入信号进行调制与解调；所述电力线载波电路与所述切换开关相连接，所述切换开关与所述信号衰减电路分别相连接，所述切换开关还与电力线相连接，通过所述切换开关可以选择电力线载波电路输出的信号通过电力线通信或者进入所述信号衰减电路进而进行光通信；所述信号衰减电路对输入信号进行一定程度的线性衰减，衰减后的信号输入到所述光源驱动电路，所述光源驱动电路提供驱动所述光源所需的偏置电压，并将所述衰减后的信号加载到所述光源的两端，所述光源将光信号发射出去；所述雪崩光电二极管接收光信号，传输至所述光电转换电路，所述光电转换电路与所述放大电路和所述功率检测电路分别相连接，所述放大电路与所述切换开关相连接，所述功率检测电路检测所述光电转换电路输出信号的功率。2.根据权利要求1的基于电力线载波电路的可见光通信装置，其特征在于，所述电力线载波电路包括电力线载波通信芯片。3.根据权利要求1的基于电力线载波电路的可见光通信装置，其特征在于，所述电力线载波电路可进行的信号调制方式包括：OFDM、QPSK、BPSK或者ROBO。4.根据权利要求1的基于电力线载波电路的可见光通信装置，其特征在于，所述功率检测电路包括多个不同颜色的发光二极管，所述发光二极管根据检测到的功率大小发光。5.根据权利要求1的基于电力线载波电路的可见光通信装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴挺竹，潘建华，卢霆威，刘时彪，苏毓涵，王树立，林岳，吕毅军，陈忠，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：