基于fpga的led通信和照明系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、FPGA編解碼模塊、LED發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊，以及D/A轉(zhuǎn)換模塊；其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與信號(hào)源連接，編碼模塊的輸出端與LED發(fā)射模塊的輸入端相連接，光電探測(cè)接收模塊的輸出端與解碼模塊相連接，解碼模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連接。通過(guò)自由空間傳遞信息，不受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)了基于可見(jiàn)光信號(hào)的信息傳輸，可以進(jìn)行大容量、高速率的短距離通信服務(wù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)是隨著白光LED照明技術(shù)的發(fā)展建立起來(lái)的無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)，是基于白光LED器件的無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)。而白光LED器件具有低功耗、高使用壽命和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其輸出光功率和驅(qū)動(dòng)電流具有高響應(yīng)靈敏度，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。利用白光LED器件的高速響應(yīng)特性，在光源照明的同時(shí)，利用數(shù)據(jù)輸出模塊和輔助電路，可以高速調(diào)制器件的輸出電流，通過(guò)輸出光強(qiáng)的改變進(jìn)行信息發(fā)送。
[0003]可見(jiàn)光無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能夠和目前的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合。隨著LED產(chǎn)業(yè)的興起和迅速的發(fā)展，半導(dǎo)體照明將取代傳統(tǒng)的照明?？梢?jiàn)光波長(zhǎng)380nm至780nm是新的頻譜資源，不受復(fù)雜電磁干擾影響，在照明的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)泛在通信，無(wú)限制的頻譜資源能夠提供大容量的通信服務(wù)，在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、醫(yī)院、商場(chǎng)和水下等特殊場(chǎng)合下應(yīng)用前景廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠不受電磁干擾，實(shí)現(xiàn)大容量、高速率的短距離通信服務(wù)的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、編碼模塊、LED發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊、解碼模塊，以及D/A轉(zhuǎn)換模塊;其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與信號(hào)源連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與編解碼模塊的輸入端連接，編碼模塊的輸出端與LED發(fā)射模塊的輸入端相連接，光電探測(cè)接收模塊的輸出端與解碼模塊相連接，解碼模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連接。
[0007]所述編碼模塊為進(jìn)行信號(hào)調(diào)制的FPGA編碼器。
[0008]所述LED發(fā)射模塊為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路以及LED燈陣列。
[0009]所述光電探測(cè)接收模塊包括接收過(guò)載波信號(hào)的硅光電池光接收裝置，硅光電池光接收裝置的輸出端與解碼模塊相連接。
[0010]所述硅光電池光接收裝置的輸出端上連接有硅光電池接收電路，硅光電池接收電路與解碼模塊相連接，其中，硅光電池接收電路包括與硅光電池光接收裝置輸出端相連接的二級(jí)放大電路，該二級(jí)放大電路的輸出端與解碼模塊相連接。
[0011 ]所述解碼模塊為FPGA解碼器。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型提供了基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，利用白光LED可用做通信光源，并通過(guò)可見(jiàn)光載波信號(hào)進(jìn)行接收，通過(guò)自由空間傳遞信息，實(shí)現(xiàn)了白光LED的信號(hào)傳輸和接收，避免了環(huán)境變化對(duì)信號(hào)傳輸帶來(lái)的干擾，另外，由于白光LED能夠提供穩(wěn)定的照明，并且非常常見(jiàn)，因此，白光LED通信傳輸能夠有效的節(jié)約能源，并為用戶(hù)體驗(yàn)帶來(lái)便利，進(jìn)一步的為寬帶高速數(shù)據(jù)接入的信號(hào)光源建立基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的接收端光電探測(cè)接收模塊中的二級(jí)放大電路的原理示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、編碼模塊、LED發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊、解碼模塊，以及D/A轉(zhuǎn)換模塊;其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與信號(hào)源連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與編解碼模塊的輸入端連接，編碼模塊的輸出端與LED發(fā)射模塊的輸入端相連接，光電探測(cè)接收模塊的輸出端與解碼模塊相連接，解碼模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連接。其中，所述LED發(fā)射模塊包括LED驅(qū)動(dòng)電路以及LED燈陣列。所述編碼模塊為進(jìn)行信號(hào)調(diào)制的FPGA編碼器。所述光電探測(cè)接收模塊包括接收過(guò)載波信號(hào)的硅光電池接收裝置，光電探測(cè)接收模塊的輸出端與解碼模塊相連接。所述硅光電池接收裝置的輸出端上連接有二級(jí)放大電路，該二級(jí)放大電路與解碼模塊相連接，所述解碼模塊為FPGA解碼器。
[0018]具體的實(shí)施過(guò)程為:
[0019]采用專(zhuān)用的A/D采樣模塊進(jìn)行信號(hào)采集，在FPGA中進(jìn)行編碼，經(jīng)過(guò)電路放大由LED發(fā)送光信息，由光電探測(cè)接收模塊接收，經(jīng)處理后進(jìn)入FPGA進(jìn)行解碼，最后再由專(zhuān)用D/A輸出信號(hào)波形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，包括:A/D轉(zhuǎn)換模塊、編碼模塊、LED發(fā)射模塊、光電探測(cè)接收模塊、解碼模塊，以及D/A轉(zhuǎn)換模塊;其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與信號(hào)源連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與編解碼模塊的輸入端連接，編碼模塊的輸出端與LED發(fā)射模塊的輸入端相連接，光電探測(cè)接收模塊的輸出端與解碼模塊相連接，解碼模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換模塊相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，其特征在于:所述LED發(fā)射模塊包括LED驅(qū)動(dòng)電路和LED燈陣列。3.如權(quán)利要求1或2所述的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，其特征在于:所述編碼模塊為進(jìn)行信號(hào)調(diào)制的FPGA編碼器。4.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，其特征在于:所述光電探測(cè)接收模塊包括接收過(guò)載波信號(hào)的硅光電池光接收裝置，硅光電池光接收裝置的輸出端與解碼模塊相連接。5.如權(quán)利要求4所述的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，其特征在于:所述硅光電池光接收裝置的輸出端上連接有二級(jí)放大電路，該二級(jí)放大電路與FPGA解碼模塊相連接。6.如權(quán)利要求1或4所述的基于FPGA的LED通信和照明系統(tǒng)，其特征在于:所述解碼模塊為FPGA解碼器。
【文檔編號(hào)】H04B10/69GK205610645SQ201620453514
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】劉建才, 蘭春虎, 孔露倩
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)