專利名稱：一種基于led可見光的語音信息通告系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用可見光的可見光通信系統(tǒng)，尤其涉及一種利用LED可見光進(jìn)行語音信息通告的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，有“綠色照明”之稱的發(fā)光二極管(LED)照明技術(shù)備受關(guān)注，廣泛用在照明光源、顯示屏、背光光源、汽車車燈以及景觀照明等方面，相比于傳統(tǒng)的照明技術(shù)，它具有綠色環(huán)保、尺寸小、功耗低和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，同時(shí)，LED的高響應(yīng)靈敏度和良好的調(diào)制特性，讓其在完成照明功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)語音通信成為可能。眾所周知，無線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。 但大多數(shù)無線通信技術(shù)受限于發(fā)射功率、電磁干擾等缺點(diǎn)，比如像醫(yī)院和飛機(jī)這些關(guān)系到生命的場(chǎng)合，就不能采用射頻技術(shù)。為了解決上述問題，有人發(fā)明了使用可見光通信發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的裝置和方法 (公開號(hào)CN 101953097A)，包括可見光通信收發(fā)器、發(fā)光設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備、主機(jī)控制器等， 但是它只限于數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)中傳輸。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)。它可以用在LED交通燈系統(tǒng)中，播放各種提示信息，用于提醒司機(jī)、避免交通事故的發(fā)生。也可以用在LED路燈、LED廣告牌、LED顯示屏、LED指示牌中，發(fā)布一些人們所需要的語音信息。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)由語音信號(hào)發(fā)射裝置和車載終端接收裝置組成。所述的語音信號(hào)發(fā)射裝置包括語音信號(hào)輸入端、音頻信號(hào)放大電路、語音信號(hào)調(diào)制模塊、開關(guān)控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路，可見光發(fā)射器件；所述的車載終端接收裝置包括光電轉(zhuǎn)換器、前置放大電路、去噪濾波電路、語音信號(hào)解調(diào)模塊、音頻功率放大電路，揚(yáng)聲器。所述的語音信號(hào)調(diào)制模塊采用中心頻率為IOOkHz的壓控振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。所述的LED驅(qū)動(dòng)電路采用恒流源驅(qū)動(dòng)。所述的光電轉(zhuǎn)換器選用光電二極管 S1787-04。所述的語音信號(hào)調(diào)制模塊與語音信號(hào)解調(diào)模塊均采用中心頻率為IOOkHz的鎖相環(huán)。所述的可見光發(fā)射器件采用LED光源。本實(shí)用新型的有益效果(1)本實(shí)用新型對(duì)基于LED的可見光語音信息通告系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過對(duì)語音信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，實(shí)現(xiàn)了可見光語音通信的傳輸。(2)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用最簡(jiǎn)單的通斷鍵控(OOK)調(diào)制方式即可實(shí)現(xiàn)，不需要使用任何編碼方式，也不需要使用復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，成本較低，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖。[0009]圖2為本實(shí)用新型提供的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)的語音信號(hào)發(fā)射裝置框圖。圖3為本實(shí)用新型提供的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)的車載終端接收裝置框圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型包括發(fā)射語音信號(hào)的發(fā)射裝置和接收語音信號(hào)的車載終端接收裝置。發(fā)射裝置主要安裝在LED燈一端，進(jìn)行語音信號(hào)輸入、處理、調(diào)制，并借助LED 燈將調(diào)制好的信號(hào)以光波形式發(fā)射出去；接收裝置主要安裝在車輛前端或頂端，用于接收 LED燈發(fā)射的光信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)處理、解調(diào)恢復(fù)出原語音信號(hào)，通過揚(yáng)聲器播放。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型所述的語音信息通告系統(tǒng)的語音信號(hào)發(fā)射裝置包括語音信號(hào)輸入、音頻信號(hào)放大電路、語音信號(hào)調(diào)制模塊、開關(guān)控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路以及LED 燈。在語音信號(hào)輸入端可以輸入適于各種語音信號(hào)，由于該信號(hào)是只有幾毫伏的微弱電信號(hào)，所以需要利用音頻信號(hào)放大電路對(duì)其進(jìn)行放大，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，可將語音信號(hào)放大到適合調(diào)制的模擬信號(hào)。由音頻信號(hào)放大電路輸出的模擬信號(hào)需要調(diào)制到一定頻率范圍才能進(jìn)行傳輸，所以后面需要連接語音信號(hào)調(diào)制模塊(壓控振蕩器)，它實(shí)際上是一個(gè)方波發(fā)生器，輸出頻率和輸入電壓成正比，從而將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)。為了和后面的語音信號(hào)解調(diào)模塊相匹配，采用鎖相環(huán)電路中的壓控振蕩器進(jìn)行語音信號(hào)調(diào)制。通過調(diào)節(jié)外圍電路的電阻電容值，將輸出中心頻率調(diào)制到IOOkHz左右。使用NMOS管作為開關(guān)控制，由鎖相環(huán)輸出的頻率信號(hào)控制MOSFET的通斷，從而通過控制LED燈的亮滅來傳輸信號(hào)。由于信號(hào)頻率較高，人眼不會(huì)感覺到燈的閃爍。至此，語音信號(hào)發(fā)射裝置完成了將語音信號(hào)以可見光的方式發(fā)射出去。請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型所述的語音信息通告系統(tǒng)的車載終端接收裝置包括光電轉(zhuǎn)換器、前置放大電路、去噪濾波電路、語音信號(hào)解調(diào)模塊、音頻功率放大電路以及播放用的揚(yáng)聲器。接收電路中，使用光電二極管接收LED發(fā)出的可見光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。前置放大電路用來放大光電二極管接收來的微弱電信號(hào)，去噪濾波電路用來濾除信號(hào)傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲和干擾，得到比較平滑的方波信號(hào)。信號(hào)帶寬大約在100kHz，應(yīng)該選擇合適帶寬的放大器，否則會(huì)影響信號(hào)的傳輸，導(dǎo)致不能完整的還原出原始語音信號(hào)。這樣，經(jīng)過放大濾波后的信號(hào)就可以進(jìn)行解調(diào)了，和前面的調(diào)制模塊相匹配，解調(diào)模塊同樣使用鎖相環(huán)電路，并將中心頻率調(diào)到100kHz，解調(diào)出原始語音信號(hào)，解調(diào)出的信號(hào)可以直接經(jīng)音頻功率放大電路進(jìn)行放大，然后就可以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲了。綜上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；凡基于上述基本思路，不脫離本創(chuàng)作精神和范圍內(nèi)所做的各種更動(dòng)和修飾，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所公開的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，由語音信號(hào)發(fā)射裝置和車載終端接收裝置組成；所述的語音信號(hào)發(fā)射裝置包括語音信號(hào)輸入端、音頻信號(hào)放大電路、 語音信號(hào)調(diào)制模塊、開關(guān)控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路，可見光發(fā)射器件；所述的車載終端接收裝置包括光電轉(zhuǎn)換器、前置放大電路、去噪濾波電路、語音信號(hào)解調(diào)模塊、音頻功率放大電路，揚(yáng)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，所述的語音信號(hào)調(diào)制模塊采用中心頻率為IOOkHz的壓控振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED驅(qū)動(dòng)電路采用恒流源驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，所述的光電轉(zhuǎn)換器選用光電二極管S1787-04。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，所述的語音信號(hào)調(diào)制模塊與語音信號(hào)解調(diào)模塊均采用中心頻率為IOOkHz的鎖相環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，其特征在于，所述的可見光發(fā)射器件采用LED光源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于LED可見光的語音信息通告系統(tǒng)，本發(fā)明包括語音信號(hào)發(fā)射裝置和車載終端接收裝置。所述語音信號(hào)發(fā)射裝置包括語音信號(hào)輸入、音頻信號(hào)放大電路、語音信號(hào)調(diào)制模塊、開關(guān)控制電路、LED驅(qū)動(dòng)電路以及可見光發(fā)射器件。車載終端接收裝置包括光電轉(zhuǎn)換器、前置放大電路、去噪濾波電路、語音信號(hào)解調(diào)模塊、音頻功率放大電路以及揚(yáng)聲器?？梢姽獍l(fā)射器件采用LED燈(如LED交通燈、LED路燈、LED廣告牌、LED顯示屏等)，接收裝置安裝在車載終端上。
文檔編號(hào)H04B10/10GK202309713SQ201120357940
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者劉慧芳, 殷駿, 王寧, 王巍, 鄭國平, 龍幫強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)