專利名稱：通過led實現(xiàn)無線通訊的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通訊技術(shù)，特別涉及一種通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著無線電設(shè)備的增多，頻率資源變得異常緊張，擴展頻率資源有著重要意義。近 幾年，大功率LED(發(fā)光二極管)器件的出現(xiàn)，為無線光通訊提供了條件，LED具有以下三種 基本重要特性1、LED的發(fā)光效率高于白熾燈。2、 LED的響應(yīng)速度快(微秒極)，發(fā)出的光 可調(diào)制。3、 LED發(fā)出的光光譜純凈，無需濾鏡就可以顯示顏色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種響應(yīng)速度快、信號傳輸距離遠的通過LED實
現(xiàn)無線通訊的方法及裝置，可實現(xiàn)光通訊并具有信號識別以及光照明功能。 本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是 通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，其特殊之處是 1、將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號經(jīng)由自動控制增益放大器放大； 2、放大后的電信號送至頻率合成器，產(chǎn)生一個中心頻率為^的調(diào)頻正弦波，^的
頻率在30MHZ 31MHZ之間； 3、通過差頻器將調(diào)頻正弦波頻率^與一個固定頻率f2相差頻，f2的頻率低于4， 產(chǎn)生一個新的頻率&，即frf2 = f3，改變頻率合成器中心頻率，差頻器輸出的信號為已調(diào) 正弦波，其頻率f3在20KHZ 1000KHZ之間； 4、已調(diào)正弦波經(jīng)寬帶功率放大器放大后驅(qū)動LED器件發(fā)光，發(fā)出閃爍調(diào)頻光，閃 爍頻率將遵循已調(diào)正弦波f3的變化規(guī)律而變化； 5、LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)大氣或透明液體介質(zhì)中傳輸，到達接收端；
6、接收端收到LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)光電變換器變換成電信號；
7、光電變換后的電信號經(jīng)由帶通放大器放大； 8、帶通放大器放大后的信號經(jīng)鑒頻器鑒頻，還原原來的所需傳輸?shù)男盘枺?9、鑒頻器輸出的微弱信號經(jīng)功率放大器放大后，提高還原后的語音、音樂、數(shù)據(jù)等
電信號的功率電平；還原后的語音、音樂信號經(jīng)過音頻裝置播放，還原后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過存
貯器存貯。 上述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光兼作照明功能，
其閃爍的頻率遠大于肉眼所能察覺到的閃爍頻率，在大氣或透明液體中傳輸，由于塵埃或
雜質(zhì)的影響將發(fā)生漫發(fā)射，照亮傳輸路徑以及所經(jīng)過的物體，因此具有照明功能。 上述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，LED器件光顏色可約定為肉眼觀察的某一
簡單識別信息。 通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特殊之處是
3
所述的發(fā)射裝置包括自動控制增益放大器，用來將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信 號進行放大；頻率合成器，用來將放大的電信號變?yōu)檎{(diào)頻正弦波；差頻器，用來將調(diào)頻正弦 波頻&與一個固定頻率&相差頻并產(chǎn)生一個新的頻率f3，即已調(diào)正弦波；寬帶功率放大器， 用來將已調(diào)正弦波放大；LED器件，通過放大后已調(diào)正弦波驅(qū)動且發(fā)光為閃爍調(diào)頻光，閃爍 頻率將遵循已調(diào)正弦波的變化規(guī)律而變化； 所述的接收裝置包括光電變換器，用來接收LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光并變換成 電信號；帶通放大器，用來將光電變換后的電信號放大；鑒頻器，將經(jīng)帶通放大器放大后的 信號還原為原來的所需傳輸?shù)男盘枺还β史糯笃?，將鑒頻器輸出的微弱信號放大以提高還 原后的語音、音樂、數(shù)據(jù)等電信號的功率電平。 上述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，所述的調(diào)頻正弦波的頻率&在30MHZ 31MHZ之間。 所述的已調(diào)正弦波的頻率f3在20KHZ 1000KHZ之間。 本發(fā)明的有益效果是把無線電通訊頻率擴展到可見光頻譜，利用了 LED的三種 基本特性，同時具有LED無線光通訊、光照明、信號識別功能，具體為 1、利用LED的響應(yīng)速度快、信號傳輸距離遠、發(fā)出的光可調(diào)制特性，將所需傳輸?shù)?信息調(diào)制LED光閃爍的頻率，實現(xiàn)無線LED光通訊功能，用來傳輸語言、音樂、數(shù)據(jù)信息；在 特殊環(huán)境下例如狹窄孔洞、巷道、透明液體中，可以很方便的傳輸語言、音樂、數(shù)據(jù)信息。在 樣機的實驗中，應(yīng)用中功率LED器件，在晴好的夜空大氣傳輸距離為500米，透明液體中傳 輸衰減比大氣中略大，在遇到阻擋物時可采用本方法制造設(shè)備接力通訊，故有較大的應(yīng)用 價值。 2、由于LED器件的發(fā)光效率高于白熾燈，無線LED光通訊時輻射的光線可用來照 明。 3、在無線LED光通訊的同時，由于LED器件發(fā)出的光譜純凈，應(yīng)用不同顏色LED器 件，肉眼觀察LED器件光顏色，可按約定表示為某一簡單識別信息。 4、由于LED器件發(fā)出的可見光電磁波的波長極短，因此，高指向光學天線的幾何
尺寸可以做的極小，具有較好的抗干擾性、通訊保密性和電磁兼容性。 5、無需架設(shè)光纖，設(shè)備架設(shè)方便，攜帶靈活。


圖1是該通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法的原理圖；
圖2是該通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置電路方框圖。
具體實施例方式
如圖所示，通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，具體步驟為 1、將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號經(jīng)由自動控制增益放大器1放大； 2、放大后的電信號送至頻率合成器2，產(chǎn)生一個中心頻率為^的調(diào)頻正弦波，^的
頻率在30MHZ 31MHZ之間； 3、通過差頻器3將調(diào)頻正弦波頻率^與一個固定頻率f2相差頻，f2的頻率低于 4，產(chǎn)生一個新的頻率f3，即f3 = frf2，改變頻率合成器中心頻率，差頻器3輸出的信號為已調(diào)正弦波，其頻率f3在20KHZ 1000KHZ之間； 4、已調(diào)正弦波經(jīng)寬帶功率放大器4放大后驅(qū)動LED器件5發(fā)光，發(fā)出閃爍調(diào)頻光， 閃爍頻率將遵循已調(diào)正弦波f3的變化規(guī)律而變化； 5、 LED器件5發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)大氣或透明液體介質(zhì)中傳輸，到達接收端； 6、接收端收到LED器件5發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)光電變換器6變換成電信號； 7、光電變換后的電信號經(jīng)由帶通放大器7放大； 8、放大后的信號經(jīng)鑒頻器8鑒頻，還原原來的所需傳輸?shù)男盘枺?9、鑒頻器8輸出的微弱信號經(jīng)功率放大器9放大后，提高還原后的語音、音樂、數(shù)
據(jù)等電信號的功率電平；還原后的語音、音樂信號經(jīng)過音頻裝置播放，還原后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)
過存貯器存貯。 上述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，LED無線光通訊時LED器件5發(fā)出的閃爍 調(diào)頻光兼作照明功能，應(yīng)用不同顏色的LED器件5，相應(yīng)光顏色可約定為肉眼觀察的某一簡 單識別信息。 通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置， 所述的發(fā)射裝置包括自動控制增益放大器1，用來將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù) 信號進行放大；頻率合成器2，用來將放大的電信號變?yōu)檎{(diào)頻正弦波，所述的調(diào)頻正弦波的 頻率^在30MHZ 31MHZ之間；差頻器3，用來將調(diào)頻正弦波頻^與一個固定頻率f2相差 頻并產(chǎn)生一個新的頻率&，即已調(diào)正弦波，所述的已調(diào)正弦波的頻率f3在20KHZ 1000KHZ 之間；寬帶功率放大器4，用來將已調(diào)正弦波放大；LED器件5，通過放大后已調(diào)正弦波驅(qū)動 且發(fā)光為閃爍調(diào)頻光，閃爍頻率將遵循已調(diào)正弦波的變化規(guī)律而變化；
所述的接收裝置包括光電變換器6，用來接收LED器件5發(fā)出的閃爍調(diào)頻光并變換 成電信號；帶通放大器7，用來將光電變換后的電信號放大；鑒頻器8，將經(jīng)帶通放大器7放 大后的信號還原為原來的所需傳輸?shù)男盘?；功率放大?，將鑒頻器8輸出的微弱信號放大 以提高還原后的語音、音樂、數(shù)據(jù)等電信號的功率電平。 本發(fā)明應(yīng)用了 LED基本特性，將音樂、語音、數(shù)據(jù)信號經(jīng)由自動控制增益放大器1、 頻率合成器2、差頻器3，產(chǎn)生的調(diào)頻正弦波，經(jīng)功率放大器4放大，驅(qū)動LED器件5發(fā)出閃 爍調(diào)頻光，經(jīng)大氣或透明液體介質(zhì)中傳輸?shù)浇邮斩耍诮邮斩私?jīng)光電變換、帶通放大、鑒頻、 功率放大，還原所傳輸?shù)囊魳?、語音、數(shù)據(jù)等信息，具體應(yīng)用實例如下 1、礦井采用無線電通訊，由于VHF頻段的電磁波在巷道中衰減大，傳輸距離近。采 用本發(fā)明的LED無線通訊方法，在不增加井下人員隨身攜帶設(shè)備的情況下，應(yīng)用礦燈發(fā)出 的照明光線，實現(xiàn)井下人員視距條件下的語言對講功能，變換礦燈無線LED光通訊時，所用 的LED器件顏色可表示為某一肉眼觀察的簡單信息。例如紅色表示危險，綠色表示安 全，藍色表示我將與你建立通訊聯(lián)絡(luò)、請你做好接收準備。在樣機的實驗中，應(yīng)用中功率
LED器件，通訊距離為500米。
2、船用航行燈 船用航行燈，是船只在夜間航行時，避免碰撞而設(shè)立的，其顏色為紅色，通常使用 的是白熾燈。應(yīng)用本發(fā)明制造的航行燈，不但能夠發(fā)出紅光顏色(應(yīng)用發(fā)紅光的LED)，而且 所發(fā)出的閃爍調(diào)頻光可含有舷號、船名、國籍、所載貨物等信息。
3、可通話對講的手電筒
應(yīng)用本發(fā)明制造的手電筒，在照明的同時，應(yīng)用照明光線實現(xiàn)雙向?qū)χv功能。
4、路標燈 應(yīng)用本發(fā)明制造的路標燈，應(yīng)用在發(fā)光路標上，在路過的汽車上，顯示出限速、限 重、方位等功能。
權(quán)利要求
通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，其特征是1.1、將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號經(jīng)由自動控制增益放大器放大；1.2、放大后的電信號送至頻率合成器，產(chǎn)生一個中心頻率為f1的調(diào)頻正弦波，f1的頻率在30MHZ～31MHZ之間；1.3、通過差頻器將調(diào)頻正弦波頻率f1與一個固定頻率f2相差頻，f2的頻率低于f1，產(chǎn)生一個新的頻率f3，即f1-f2＝f3，改變頻率合成器中心頻率，差頻器輸出的信號為已調(diào)正弦波，其頻率f3在20KHZ～1000KHZ之間；1.4、已調(diào)正弦波經(jīng)寬帶功率放大器放大后驅(qū)動LED器件發(fā)光，發(fā)出閃爍調(diào)頻光，閃爍頻率將遵循已調(diào)正弦波f3的變化規(guī)律而變化；1.5、LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)大氣或透明液體介質(zhì)中傳輸，到達接收端；1.6、接收端收到LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)光電變換器變換成電信號；1.7、光電變換后的電信號經(jīng)由帶通放大器放大；1.8、帶通放大器放大后的信號經(jīng)鑒頻器鑒頻，還原原來的所需傳輸?shù)男盘枺?.9、鑒頻器輸出的微弱信號經(jīng)功率放大器放大后，提高還原后的語音、音樂、數(shù)據(jù)等電信號的功率電平；還原后的語音、音樂信號經(jīng)過音頻裝置播放，還原后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過存貯器存貯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，其特征是LED器件發(fā)出的閃 爍調(diào)頻光兼作照明功能，其閃爍的頻率遠大于肉眼所能察覺到的閃爍頻率，在大氣或透明 液體中傳輸，由于塵埃或雜質(zhì)的影響將發(fā)生漫發(fā)射，照亮傳輸路徑以及所經(jīng)過的物體，因此 具有照明功能。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，其特征是LED器件光顏色可 約定為肉眼觀察的某一簡單識別信息。
4. 一種通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置，其特征是 所述的發(fā)射裝置包括自動控制增益放大器，用來將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號進行放大；頻率合成器，用來將放大的電信號變?yōu)檎{(diào)頻正弦波；差頻器，用來將調(diào)頻正弦波頻 4與一個固定頻率f2相差頻并產(chǎn)生一個新的頻率f3，即已調(diào)正弦波；寬帶功率放大器，用來 將已調(diào)正弦波放大；LED器件，通過放大后已調(diào)正弦波驅(qū)動且發(fā)光為閃爍調(diào)頻光，閃爍頻率 將遵循已調(diào)正弦波的變化規(guī)律而變化；所述的接收裝置包括光電變換器，用來接收LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光并變換成電信 號；帶通放大器，用來將光電變換后的電信號放大；鑒頻器，將經(jīng)帶通放大器放大后的信號 還原為原來的所需傳輸?shù)男盘?；功率放大器，將鑒頻器輸出的微弱信號放大以提高還原后 的語音、音樂、數(shù)據(jù)等電信號的功率電平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，其特征是所述的調(diào)頻正弦 波的頻率f\在30MHZ 31MHZ之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通過LED實現(xiàn)無線通訊的裝置，其特征是所述的已調(diào)正弦 波的頻率f3在20KHZ 1000KHZ之間。
全文摘要
通過LED實現(xiàn)無線通訊的方法，將所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號經(jīng)由自動控制增益放大器放大；送至頻率合成器，產(chǎn)生一個中心頻率為f1的調(diào)頻正弦波；通過差頻器產(chǎn)生已調(diào)正弦波；已調(diào)正弦波經(jīng)寬帶功率放大器放大后驅(qū)動LED器件發(fā)光，發(fā)出閃爍調(diào)頻光；LED器件發(fā)出的閃爍調(diào)頻光經(jīng)大氣或透明液體介質(zhì)中傳輸，到達接收端；接收端經(jīng)光電變換器變換成電信號，經(jīng)由帶通放大器放大，經(jīng)鑒頻器鑒頻、功率放大器放大后，還原原來的所需傳輸?shù)恼Z音、音樂、數(shù)據(jù)信號。本發(fā)明把無線電通訊頻率擴展到可見光頻譜，利用了LED的三種基本特性，同時具有LED無線光通訊、光照明、信號識別功能，具有抗干擾性及通訊的保密性，無需架設(shè)光纖，設(shè)備架設(shè)方便，攜帶靈活。
文檔編號H04B10/10GK101753214SQ20091022065
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者路勝天 申請人:路勝天