【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，属于无线通信。
技术介绍
1、可见光通信技术（visible light communication ，vlc），利用led光源的快速响应特性，led亮对应逻辑“1”，led暗对应逻辑“0”，通过led快速明暗变化将“1”、“0”发送到自由空间，接收机接收光频信号，解调出有用数据，完成信息传输，在不影响正常照明的前提下，使led照明与高速通信相融合，使照明设备具备“无线路由器”的特性，在军事与民事领域均具有广阔应用前景。
2、目前可见光通信技术多用于室内，室外中远距离通信由于自然光干扰，导致通信距离和带宽受到限制，特殊区域的户外信息输出网络要求保密、安全使用方便，有线通信网络连接稳定，在室内、平坦地面建设较为方便，有线网络建设多分为两种方案，第一种地面进行拉线，然后进行掩埋，需要进行挖沟铺设管路，建设成本较高；第二种架在空中走线，在山体建设建设成本较高；如上两种方式都带来很高的建设成本，缺少灵活性。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足之处，本专利技术提供一种基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，研制多路双向自组网通信设备，设备之间进行中继传输，适用于中远距离不方便或不适合搭建有线网络的场景，通过此设备满足电磁敏感区域和保密区域的外部周围智能化设备信息传输，数据资料回传等，不容易被侦测。
2、本专利技术是通过如下技术方案实现的：基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立
3、所述信号的编码调制利用光的快速响应特性在无线光频谱实现无线高速信息传输，将信息调制在光中，接收端利用光学接收天线接收含有信息的光并转换为电信号，通过对应的解调技术解调出对应的信息，所述的调制为ook调制，ook调制通过传输的信号来控制载波的通断，当信号为 1时载波开通，当信号为0时，载波关断，在接收端通过检测载波信号的有无还原出可见光通信系统传输的数字信号。
4、所述的自组网基站包括主控模块、发射模块、接收模块、附件模块和太阳能供电模块，自组网基站上设有光学收发器、太阳能板和蓄电池模组，光学收发器包括一级光学收发器、二级光学收发器、三级光学收发器，自组网基站安装时以一级光学收发器为基准0°，二级光学收发器的初始安装角度为120°，三级光学收发器的初始安装角度为240°；所述的光学收发器包括光学瞄准器、红外接收模组和红外发射模组，所述的红外发射模组的发送视场角≥120°，最后将自组网基站的三个光学收发器通过收发器的望远镜结构进行细致校准，三个光学收发器结合实现360°全角度信号监测与收发，当某一级光学收发器检测到红外数据信号时，红外接收模组进行数据接收，当自组网基站需要向某一方位进行数据发送时，首先通过接收方的位置信息选择对应角度的光学收发器，然后通过该光学收发器的红外发射模组进行数据发送。
5、所述的自组网基站的太阳能板和蓄电池模组为自组网基站供电，太阳能板进行太阳能能量收集，蓄电池模组进行能量存储并且供电。
6、所述的发射模块包括红外发射管驱动电路和稳压电路，红外发射管工作原理是在发射管外部加上正向偏压时，电流过载，内部电阻降低，发射结电压降低，导致发射极电流增加，当外部电压降低时，发射极电流减小，发射管外部增加一个限流电阻与三极管，限流电阻用于限制电流，三极管用于控制发射管的导通和截止，当三极管导通时，电流通过发射管和限流电阻形成回路，发射管发出红外光，当三极管截止时，电流被切断，发射管停止发光，通过控制红外发射管通断生成2mhz的载波信号，将要发射的数据信息调制在载波信号中，通过光学收发器的光学结构发送至自由空间，稳压电路提供输入电压。
7、所述的接收模块包括光电探测器与信号放大电路，当红外光经过自由空间传输到接收模块的光电探测器时，进行采集后的原始信号进行放大滤波处理然后传输至主控模块。
8、所述的主控模块主要包括主控芯片、数模转换器、高压芯片、可调放大器电路、电源管理电路、数据转换电路、ddr存储电路、flash存储和phy接口电路，数模转换电路将单片机输出的数字信号转换为模拟信号用于红外发射，用于对接收信号进行放大滤波。
9、所述的主控芯片采用复旦微的fmql20s4，主控芯片完成对收发数据的处理，驱动各个外围模块有序执行，保障数据传输，所述的数模转换器采用ltc2630，所述的高压芯片选择lt8365，可调放大器电路采用opa858，电源管理电路采用tlv62130作为降压芯片，选择tcm811作为电源控制器，ddr存储器选择h5tq4g63mfr-pbi。
10、所述的数据转换电路上还设有语音转换电路，语音转换电路采用wm8731作为语音数据转换芯片。
11、本专利技术的有益效果是：本专利技术基于无线光频技术通过光进行数据传输，不存在无线电泄密情况，建造成本低，可在山体、海沟、边境等特殊地区使用。
12、本专利技术通过对光学部分进行光路仿真、测试以及标定，通过调整光学元件参数实现最佳接收，保证数据收发的准确性和稳定性。
13、本专利技术的基站通过三级光学收发器实现360°数据收发，一次安装后即可长时间固定使用，不需要因为通信位置的变化进行频繁维护，减少人力成本以及安装维护费用。
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1.基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：包括设置若干自组网基站，若干自组网基站通过无线光频谱实现无线高速信息传输，原始数据经过编码调制后将数据转换为数字信号或者模拟信号，信号经驱动器放大后由光学发射天线发送至自由空间，接收模块由光学接收天线进行接收，接收到的数据经滤波器滤除噪声后经过放大器再次放大，放大后的信号经过解调还原成原始信号，完成数据的发送与接收。
2.根据权利要求1所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述信号的编码调制利用光的快速响应特性在无线光频谱实现无线高速信息传输，将信息调制在光中，接收端利用光学接收天线接收含有信息的光并转换为电信号，通过对应的解调技术解调出对应的信息，所述的调制为OOK调制，OOK调制通过传输的信号来控制载波的通断，当信号为 1时载波开通，当信号为0时，载波关断，在接收端通过检测载波信号的有无还原出可见光通信系统传输的数字信号。
3.根据权利要求1所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的自组网基站包括主控模块、发射模块、接收模块、
4.根据权利要求3所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的自组网基站的太阳能板（4）和蓄电池模组（5）为自组网基站供电，太阳能板（4）进行太阳能能量收集，蓄电池模组（5）进行能量存储并且供电。
5.根据权利要求3所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的发射模块包括红外发射管驱动电路和稳压电路，红外发射管工作原理是在发射管外部加上正向偏压时，电流过载，内部电阻降低，发射结电压降低，导致发射极电流增加，当外部电压降低时，发射极电流减小，发射管外部增加一个限流电阻与三极管，限流电阻用于限制电流，三极管用于控制发射管的导通和截止，当三极管导通时，电流通过发射管和限流电阻形成回路，发射管发出红外光，当三极管截止时，电流被切断，发射管停止发光，通过控制红外发射管通断生成2MHz的载波信号，将要发射的数据信息调制在载波信号中，通过光学收发器的光学结构发送至自由空间，稳压电路提供输入电压。
6.根据权利要求3所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的接收模块包括光电探测器与信号放大电路，当红外光经过自由空间传输到接收模块的光电探测器时，进行采集后的原始信号进行放大滤波处理然后传输至主控模块。
7.根据权利要求3所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的主控模块主要包括主控芯片、数模转换器、高压芯片、可调放大器电路、电源管理电路、数据转换电路、DDR存储电路、FLASH存储和PHY接口电路，数模转换电路将单片机输出的数字信号转换为模拟信号用于红外发射，用于对接收信号进行放大滤波。
8.根据权利要求7所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的主控芯片采用复旦微的FMQL20S4，主控芯片完成对收发数据的处理，驱动各个外围模块有序执行，保障数据传输，所述的数模转换器采用LTC2630，所述的高压芯片选择LT8365，可调放大器电路采用OPA858，电源管理电路采用TLV62130作为降压芯片，选择TCM811作为电源控制器，DDR存储器选择H5TQ4G63MFR-PBI。
9.根据权利要求7所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的数据转换电路上还设有语音转换电路，语音转换电路采用WM8731作为语音数据转换芯片。
...【技术特征摘要】
1.基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：包括设置若干自组网基站，若干自组网基站通过无线光频谱实现无线高速信息传输，原始数据经过编码调制后将数据转换为数字信号或者模拟信号，信号经驱动器放大后由光学发射天线发送至自由空间，接收模块由光学接收天线进行接收，接收到的数据经滤波器滤除噪声后经过放大器再次放大，放大后的信号经过解调还原成原始信号，完成数据的发送与接收。
2.根据权利要求1所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述信号的编码调制利用光的快速响应特性在无线光频谱实现无线高速信息传输，将信息调制在光中，接收端利用光学接收天线接收含有信息的光并转换为电信号，通过对应的解调技术解调出对应的信息，所述的调制为ook调制，ook调制通过传输的信号来控制载波的通断，当信号为 1时载波开通，当信号为0时，载波关断，在接收端通过检测载波信号的有无还原出可见光通信系统传输的数字信号。
3.根据权利要求1所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的自组网基站包括主控模块、发射模块、接收模块、附件模块和太阳能供电模块，自组网基站上设有光学收发器、太阳能板（4）和蓄电池模组（5），光学收发器包括一级光学收发器（1）、二级光学收发器（2）、三级光学收发器（3），自组网基站安装时以一级光学收发器为基准0°，二级光学收发器的初始安装角度为120°，三级光学收发器的初始安装角度为240°；所述的光学收发器包括光学瞄准器（6）、红外接收模组（7）和红外发射模组（8），所述的红外发射模组（8）的发送视场角≥120°，最后将自组网基站的三个光学收发器通过收发器的望远镜结构进行细致校准，三个光学收发器结合实现360°全角度信号监测与收发，当某一级光学收发器检测到红外数据信号时，红外接收模组（7）进行数据接收，当自组网基站需要向某一方位进行数据发送时，首先通过接收方的位置信息选择对应角度的光学收发器，然后通过该光学收发器的红外发射模组（8）进行数据发送。
4.根据权利要求3所述的基于无线光频技术的室外中远距离自组网链路建立方法，其特征在于：所述的自组网基站的太阳能板（4）和蓄电池模组（5）为自组网基站供电，太阳...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏飞，张荣国，朱涛，朱涵，周睦然，张艳娟，
申请(专利权)人：徐州智谷光频产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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