專利名稱：基于時分多址的可見光通信接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時分多址的可見光通信接收
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
無線光通信技術(shù)又稱可見光通訊，其通過LED光源的高頻率閃爍來進行通信，有光代表1，無光代表0，其傳輸速率高達(dá)每秒上千兆。無線光通信通過可見光來進行數(shù)據(jù)傳輸，與微波技術(shù)相比，有相當(dāng)豐富的頻譜資源，是一般微波通信和無線通信無法比擬的；同時可見光通信可以適用任何通信協(xié)議、適用于任何環(huán)境；在安全性方面，不必?fù)?dān)心通信內(nèi)容 被人竊??；無線光通信的設(shè)備靈活便捷，且成本很低，適合大規(guī)模普及應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中，LED光通信采用單輸入方式，同一個LED只能傳輸一種有用信號，限制了其接收數(shù)據(jù)的靈活性。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施方式所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于時分多址的可見光通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)LED光通信的多輸入方式。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施方式提供了一種基于時分多址的可見光通信接收裝置，包括用于對接收的可見光信號進行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電壓信號作為數(shù)字信號輸出的接收單元；與所述接收單元連接，用于識別所述數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部，當(dāng)所述首部為可識別信息時，提取所述首部對應(yīng)的信息部分，并對提取的信息部分進行解碼的處理器；以及分別與處理器和主控電路板連接，用于將處理器解碼后的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)進行比對，當(dāng)提取的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)匹配時，向主控電路板發(fā)送執(zhí)行相應(yīng)動作的信息的驗證單元。其中，所述接收裝置還包括與處理器連接的解密單元，用于對處理器解碼后的信息部分進行解密。其中，所述接收裝置還包括與處理器連接的校驗運算單元，用于對所述處理器解碼后的信息部分進行校驗運算。其中，所述接收裝置還包括與驗證單元連接的報警單元，用于提取的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)不匹配時，發(fā)出報警信息。其中，所述接收單元具體包括光電探測器，用于探測可見光信號并將其轉(zhuǎn)換成電流信號；與光電探測器連接的對數(shù)放大器，用于將所述電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號；與對數(shù)放大器連接的運算放大器，用于計算所述電壓信號伏值的平均值；以及與運算放大器連接的比較器，用于對信號進行判別，小于或者等于伏值平均值的信號判定為0，高于平均值的信號判定1，作為數(shù)字信號輸出。其中，所述光電探測器為光電二極管。其中，所述處理器具體包括[0013]識別子單元，用于識別所述數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部，判斷所述數(shù)據(jù)是否為可識別數(shù)據(jù)；與識別子單元連接的提取子單元，用于所述數(shù)據(jù)為可識別數(shù)據(jù)時，提取所述數(shù)據(jù)的首部對應(yīng)的信息部分；以及與提取子單元連接的解碼子單元，用于將所述提取子單元提取的信息部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)。其中，所述驗證單元具體包括比較子單元，用于將所述二進制數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)進行比對，當(dāng)所述二進制數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件時，發(fā)送觸發(fā)信號；以及與比較子單元連接的動作子單元，用于根據(jù)接收的觸發(fā)信號執(zhí)行相應(yīng)的動作。其中，所述接收裝置還包括與接收單元、處理器、以及驗證單元連接的電源。其中，所述可見光通信接收裝置為門鎖或者電器。本實用新型技術(shù)方案提供的接收裝置識別可見光信號攜帶的不同信息的首部，提取可識別首部對應(yīng)的信息部分，因此可以與其他的接收終端一起共用發(fā)送裝置，提高了其接收數(shù)據(jù)的靈活性；另外，信息通過可見光信號來傳輸，由于光信號的直線傳輸特性，不容易被竊取，從而提高發(fā)送裝置傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

為了更清楚地說明本實用新型實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型第一實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型第二實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型第三實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型第四實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型第五實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型第六實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型第七實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型第八實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施方式中的附圖，對本實用新型實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本實用新型一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞剑绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護的范圍。在本實用新型實施方式中，可見光通信接收裝置接收基于時分多址方式傳輸?shù)目梢姽庑盘?，可以與其他的接收終端一起共用發(fā)送裝置，可以節(jié)省資源，提高用戶體驗。參見圖1，為本實用新型第一實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置10。該可見光通信接收裝置10可以是門鎖、也可以是電器，包括接收單元11、處理器12、以及與主控電路板(圖I中未標(biāo)識)連接的驗證單元13。接收單元11，用于對接收的可見光信號進行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電壓信號作為數(shù)字信號輸出。與接收單元11連接的處理器12，用于識別從接收單元11輸出的數(shù)字信息中攜帶數(shù)據(jù)的首部，當(dāng)該首部為可識別信息時，提取首部對應(yīng)的信息部分，并對提取的信息部分進行解碼。本實施例中，可見光通信接收裝置10接收到數(shù)據(jù)的格式為開鎖信息首部-開鎖信息段1+遙控信息首部-遙控信息段I……開鎖信息首部-開鎖信息段η+遙控信息首部-遙控信息段η。當(dāng)光通信接收裝置10為門鎖時，接收到的信號為開鎖信息段1+開鎖信息段2……開鎖信息段η ;當(dāng)光通信接收裝置10為電器時，接收到的信號為遙控信息1+遙控信息2……遙控信息η。處理器12將提取的信息部分以曼徹斯特編碼方式相對應(yīng)的解碼方式轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)，從而還原出提取信息部分所代表的二進制數(shù)據(jù)的意義。分別與主控電路板和處理器12連接的驗證單元13，用于將解碼后的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)進行比對，當(dāng)提取的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)匹配時，向主控電路板發(fā)送執(zhí)行相應(yīng)動作的信息。具體的，驗證單元13接收二進制數(shù)據(jù)，并將該二進制數(shù)據(jù)與一預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)比對，當(dāng)二進制數(shù)據(jù)與所述預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件時，可見光通信接收裝置10解鎖或者進入工作狀態(tài)。其中，預(yù)設(shè)條件可以是二進制數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)相同，或存在對應(yīng)關(guān)系。預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)可以是二進制數(shù)據(jù)或采用其他便于識別的匯編語言、高級語言等計算機程序設(shè)計語言編寫的數(shù)據(jù)。當(dāng)預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)采用匯編語言、高級語言等計算機程序設(shè)計語言編寫的數(shù)據(jù)時，驗證單元13還用于將處理器12輸出的二進制數(shù)據(jù)、以及預(yù)設(shè)校驗的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相同的格式進行比較。本實施方式中，由于驗證單元13內(nèi)預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)并不需要給用戶閱讀，所以直接采用二進制數(shù)據(jù)編寫，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程，提高判別速度。參見圖2，為本實用新型第二實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置20。本實施方式與第一實施方式提供的可見光通信接收裝置10的區(qū)別在于，在可見光通信接收裝置10的基礎(chǔ)上，還包括與處理器12連接的解密單元21，用于對處理器12解碼后的信息部分進行解密。例如，解密單元21用于對處理器12輸出的二進制數(shù)據(jù)進行解密。本實施例中，當(dāng)可見光通信接收裝置接收提取的信息部分是加密數(shù)據(jù)時，通過增加解密單元進行解密，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。參見圖3，為本實用新型第三實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置30。本實施方式與第二實施方式提供的可見光通信接收裝置20的區(qū)別在于，在可見光通信接收裝置20的基礎(chǔ)上，還包括與解密單元21連接的校驗運算單元31，用于對解密單元21解密后的信息部分進行CRC校驗運算。[0037]本實施例中，通過對可見光通信接收裝置30提取的信息部分進行校驗運算，從而保證提取的信息部分的準(zhǔn)確性。參見圖4，為本實用新型第四實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置40。本實施方式與第三實施方式提供的可見光通信接收裝置30的區(qū)別在于，在可見光通信接收裝置30的基礎(chǔ)上，還包括與驗證單元13連接的報警單元41，用于從驗證單元13獲取提取的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)不匹配信息時，發(fā)出報警聲音。例如，當(dāng)提取的信息部分與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)不匹配時，發(fā)出蜂鳴聲。本實施中，見光通信接收裝置40通過增加報警單元41，當(dāng)遇到惡意開啟的情況時，發(fā)出報警信息，進一步提高安全性。參見圖5，為本實用新型第五實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置50。本實施方式與第四實施方式提供的可見光通信接收裝置40的區(qū)別在于，接收單元11包括光電探測器51，可以為光電二極管，用于探測發(fā)送端發(fā)送的基于時分多址的可見光信號，并將其轉(zhuǎn)換成電流信號；與光電探測器51連接的對數(shù)放大器52，用于將電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號；與對數(shù)放大器52連接的運算放大器53，用于計算對數(shù)放大器52輸出的電壓信號伏值的平均值；以及運算放大器53連接的比較器54，用于對電壓信號進行判別，小于或者等于伏值平均值的電壓信號判定為0，高于伏值平均值的電壓信號判定為1，作為數(shù)字信號輸出。參見圖6，為本實用新型第六實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置60。本實施方式與第五實施方式提供的可見光通信接收裝置50的區(qū)別在于，處理器12包括識別子單元61，用于識別數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部，判斷所述數(shù)據(jù)是否為可識別數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)可見光通信接收裝置60為門鎖時，則可以識別開鎖信息首部；當(dāng)可見光通信接收裝置60為電器時，則可以識別遙控信息首部。與識別子單元61連接的提取子單元62，用于從識別子單元獲取數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部為可識別數(shù)據(jù)時，提取數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部對應(yīng)的信息部分。例如，當(dāng)可見光通信接收裝置60為門鎖時，提取子單元62提取開鎖信息段1+開鎖信息段2……開鎖信息段η ；當(dāng)可見光通信接收裝置60為電器時，提取子單元62提取遙控信息1+遙控信息2……遙控信息η。與提取子單元62連接的解碼子單元63，用于將提取單元62提取的信息部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)。具體的，可采用曼徹斯特解碼方式將提取的信息部分轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)。在一個時間周期內(nèi)，將電平從高到低轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號“ I ”，將電平從低到高轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號“O”。參見圖7，為本實用新型第七實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置70。本實施方式與第六實施方式提供的可見光通信接收裝置60的區(qū)別在于，驗證單元13包括比較子單元71、和與比較子單元71連接的動作子單元72。比較子單元71，用于將解碼子單元63解碼得到的二進制數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)進行比對，當(dāng)二進制數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件時，向動作子單元72發(fā)送觸發(fā)信號。其中，二進制數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)條件是指二進制數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的校驗數(shù)據(jù)相同，或者存在對應(yīng)關(guān)系。動作子單元72，用于根據(jù)接收的觸發(fā)信號執(zhí)行相應(yīng)的動作。例如，當(dāng)可見光通信接收裝置70為門鎖時，執(zhí)行開鎖動作；當(dāng)可見光通信接收裝置70為電器時，執(zhí)行控制電源開啟或者某個功能進入工作狀態(tài)的動作。參見圖8，為本實用新型第八實施方式提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置80。本實施方式與第一實施方式提供的可見光通信接收裝置10的區(qū)別在于，還包括分別與接收單元11、處理器12、以及驗證單元13連接的電源81，用于向接收單元11、處理器12、以及驗證單元13提供電能。電源81可以采用門禁專用穩(wěn)壓電源，也可以采用干電池。當(dāng)然，在其他實施方式中，可見光通信接收裝置也可以不包括電源81，而采用通過門禁電源變壓器與照明電路向連接，實現(xiàn)向可見光通信接收裝置各功能模塊的供電。本實用新型提供的基于時分多址的可見光通信接收裝置可接收光信號，由于光信號的直線傳輸特性，因此不容易被竊取信息。并且能夠識別接收的光信號中的信息，提取有用的信息，執(zhí)行相應(yīng)的動作。因此可以與不同的接收裝置共用相同的發(fā)送裝置，從而節(jié)省資源，提聞用戶體驗。以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本 實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于時分多址的可見光通信接收裝置，其特征在于，包括用于對接收的可見光信號進行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電壓信號作為數(shù)字信號輸出的接收單元；與所述接收單元連接，用于識別所述數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部，當(dāng)所述首部為可識別信息時，提取所述首部對應(yīng)的信息部分，并對提取的信息部分進行解碼的處理器處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置，其特征在于，所述接收單元具體包括 光電探測器，用于探測可見光信號并將其轉(zhuǎn)換成電流信號；與光電探測器連接的對數(shù)放大器，用于將所述電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號；與對數(shù)放大器連接的運算放大器，用于計算所述電壓信號伏值的平均值；以及與運算放大器連接的比較器，用于對信號進行判別，小于或者等于伏值平均值的信號判定為O，高于平均值的信號判定1，作為數(shù)字信號輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其特征在于，所述光電探測器為光電二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置，其特征在于，所述接收裝置還包括與接收單元、處理器連接的電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置，其特征在于，所述可見光通信接收裝置為門鎖或有電^§。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種基于時分多址的可見光通信接收裝置，包括用于對接收的可見光信號進行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的電壓信號作為數(shù)字信號輸出的接收單元；與所述接收單元連接，用于識別所述數(shù)字信號中攜帶數(shù)據(jù)的首部，當(dāng)所述首部為可識別信息時，提取所述首部對應(yīng)的信息部分，并對提取的信息部分進行解碼的處理器。以實現(xiàn)LED光通信的多輸入方式。
文檔編號H04B10/60GK202663410SQ20122013453
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉若鵬, 欒琳, 劉敏, 許學(xué)君 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司